«Der Schiffbau ist richtungsweisend»

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1 «Der Schiffbau ist richtungsweisend» BIM und Smart Grid bestimmen die Zukunft der Gebäudetechnik. Wie weit die Entwicklungen vorangeschritten sind, erläutert Wolfgang Hass, Innovationsexperte bei der Siemens Schweiz AG. Interview Monika Schläppi 16 Haustech: Wie hoch ist der Innovationsfaktor der Branche? Wolfgang Hass: Eigentlich werden heute Gebäude immer noch so gebaut wie vor hundert Jahren. Man muss sagen, dass das Baugewerbe eine jener Industrien ist, die sich am wenigsten entwickelt haben. Um nicht den Unmut der verschiedenen Gewerke auf mich zu ziehen: In den Gewerken hat es interessante und gute Entwicklungen gegeben. Das Problem liegt im Zusammenspiel der Gewerke. Warum ist das so? In der Vergangenheit waren Handwerk, Zünfte und Verbände eigenständig für ihre jeweiligen Disziplinen verantwortlich. Gemäss des Baufortschritts wurde geplant, ausgeschrieben, vergeben und realisiert. In Amerika beispielsweise, liegt der Anteil der Building-Information-Modeling-Projekte mittlerweile zwischen 10 und 20 Prozent. Aber auch in anderen Ländern wird BIM mittlerweile vermehrt gefordert und ausgeschrieben. Ist BIM die perfekte Lösung? Es ist wichtig zu wissen, welche Dimensionen genau dahinterstecken. Eine 3D-Planung ist nur der erste Focus Wolfgang Hass (59) ist Principal Expert bei Siemens Schweiz AG in Zug. In seiner Expertenrolle fördert er Innovationen und gibt Denkanstösse in den Bereichen Energieeffizienz, Smart Buildings im Smart Grid, Total Building Solutions und Building Information Modelling (BIM) auf globaler Ebene. Nach einem Studium an der FH Düsseldorf durchlief er verschiedene Stationen bei Siemens, bis er mit der Übernahme von Landis & Staefa im Jahr 1998 in die Schweiz und nach Zug kam. Schritt in Richtung BIM. Entscheidend ist der objektorientierte Ansatz, bei dem die räumlichen Daten der 3D-CAD-Zeichnung mit weiteren relevanten Daten angereichert werden. BIM-Experten sprechen hier von 4D, 5D und sogar von 6D. Was ist dort noch integriert? Bei der 4D-, 5D- und 6D-Planung werden weitere Attribute, das heisst Eigenschaften, an die Objekte, die in der Zeichnung repräsentiert werden, angehängt. Dies können zum Beispiel Bestellnummern, Handbücher oder auch Soll- und Ist-Werte der Klimaanlage sein. Neben diesen Daten, die über den gesamten Lebenszyklus des Bauobjektes gebraucht werden, ist die gemeinsame Planungsphase der eigentlich revolutionäre Schritt. In Amerika spricht man vom sogenannten «Big Room Approach», wo alle beteiligten Gewerke und Planer in einem Raum gemeinsam alle Planungsschritte besprechen. Bei Umplanungen oder Änderungswünschen werden die Konsequenzen und Alternativen diskutiert. Das Gebäude wird vollständig und durchgängig geplant, bevor die Ausführung beginnt. Muss die Branche umlernen? Ich ziehe hier einen Vergleich mit dem Schiffbau. Passagierschiffe wurden früher ähnlich geplant und gebaut wie heute noch Gebäude. Erfolgreiche Werften verwenden nun die Methoden des industriellen Bauens, eine Art BIM für Schiffe. Wer morgen erfolgreich dabei sein möchte, muss umlernen. Vorteile sind sicherlich eine Reduktion der Schnittstellenproblematik und der Kosten? An der Stanford University wurden über 100 durch BIM verbesserte Schlüsselkennzahlen identifiziert. Da beispielsweise viel mehr vorfabriziertes Material verwendet werden kann, sinken die Unfallzahlen, aber auch der Müll und Abfall wird auf der Baustelle verringert. Die Bauzeiten werden verkürzt, und letztendlich ist das Produkt das Gebäude qualitativ besser. Fotos: Peter Frommenwiler

2 Wolfgang Hass: «Passagierschiffe wurden früher ähnlich geplant und gebaut wie heute Gebäude.» 10/2014 Haustech 17

3 Um nochmals einen Vergleich zum Schiffbau zu ziehen: Auf alten Bildern vom Bau von Ozeanriesen sieht man häufig grosse Löcher in der Bordwand, die nötig waren, um den notwendigen Material- und Personenfluss beim Bau des Schiffes zu ermöglichen. Endlose Schlangen von Menschen transportierten Material in den Rumpf, um dieses dort zu verarbeiten. Es entstand viel Abfall, der auch wieder aus dem Schiff transportiert werden musste. Heute werden die Kabinen komplett an Land gefertigt, sogar das Bett ist bereits bezogen. Sie kommen versiegelt auf die Baustelle, werden in die richtige Position gebracht und danach nur noch angeschlossen. Es gibt weniger «Schwund» und Beschädigungen und somit ein geringeres Risiko der Gefahrenübergang vom Lieferanten zur Werft kann klar definiert werden. Das tönt sehr nach Fertighaus. Richtig. Bei einem Schiff gibt es aufgrund des Rumpfbaus komplett unterschiedliche Kabinenformen. Mit einer umfassenden Planung kann ich trotzdem vorfabrizieren und dies hat nichts mit Schuhkartons oder langweiligen Plattenbauten zu tun. Dies bedeutet, dass man mit der Planung noch weiter vorne anfangen muss, und vor allem müssen alle Beteiligten an einen Tisch gebracht werden. Genau das ist das Revolutionäre von BIM nicht die 3D-Darstellung. Ein Umdenken und Flexibilität sind gefragt. Veränderungen brauchen immer ein wenig Mut. Aber ich bin davon überzeugt, dass die Firmen, die heute einsteigen, für die Zukunft bestens gerüstet sind. Auch wenn es heute noch unterschiedliche Interpretationen darüber gibt, was BIM letztendlich ist. Aber die Richtung ist sicherlich klar. Ebenfalls, dass es noch eine Lernphase geben wird. Auch bei der Garantie bestehen noch Fragezeichen sowie bei den Verantwortlichkeiten. Ein Gebäude ist eine langfristige Investition, das sollte bei der Planung berücksichtigt werden. Die Erstellungskosten liegen nur bei 20 Prozent, gegenüber den Lebenszykluskosten, die 80 Prozent aus «Die Lebenszykluskosten müssen bei der Planung berücksichtigt werden.» machen. Wobei wir beim nächsten Problem angelangt sind. Diejenigen, die das Gebäude erstellen, interessiert es oftmals nicht, welche Kosten für den Unterhalt entstehen. Hier müssen wir eine Kostenbetrachtung über den gesamten Lebenszyklus zu Grunde legen. Diese Betrachtung zeigt, dass sich ein frühes Investment im Betrieb immer auszahlt. Eine Nachrüstung durch den Betreiber ist oft nicht mehr möglich oder verursacht überhöhte Kosten. Werden dazu andere Fähigkeiten von den Fachleuten verlangt? Alle beteiligten Firmen Siemens eingeschlossen müssen entsprechendes, weiteres Know-how aufbauen und die aktuellen Prozesse anpassen. Es werden sich Entscheidungsprozesse ändern, und wir werden auch Lehrgeld zahlen müssen. Aber trotzdem sollten wir diesen Schritt gehen. Andere Industrien haben diesen Schritt schon lange vor uns gemacht und waren erfolgreich. Begriffe wie «Smart Grid» und «Smart Home» sind schon seit Jahren im Gespräch. Was ist mit den unzähligen Pilotanlagen? Es hat bisher lediglich Pilotprojekte gegeben, bei denen in einer Art Inselbetrieb Erzeuger, Energieübertrager und Verbraucher die Versorgungssicherheit auch bei Einbindung grösserer Anteile von erneuerbaren Energiequellen erreichen wollten. Welche Technologien oder Verfahren sich durchsetzen werden, steht heute noch in den Sternen. Für mich persönlich gibt es bereits zu viele Pilotanlagen, da es mit jeder neuen Insel schwieriger wird, eine globale Lösung zu finden. Es stellt sich auch die Frage, welchen Lerneffekt wir aus den vielen Pilotprojekten und 18

4 Wolfgang Hass: «Wir müssen die Kosten über den ganzen Lebenszyklus eines Gebäudes betrachten.» aus den damit verbundenen Investitionen ziehen können, zumal sich die Inhalte der Forschungsvorhaben häufig sehr stark ähneln. Und wer orchestriert die Einführung von Smart Grid? Das ist die grosse Frage. Zudem müssen die Mechanismen der notwendigen Balancierung festgelegt werden. Vermutlich wird dies die Aufgabe des Netzbetreibers sein. Des Netzbetreibers? Ja. Der Netzbetreiber hat vermutlich den besten Überblick darüber, wie viel Energie wo angeboten und benötigt wird und ganz wichtig wie diese transportiert werden kann. Die Beeinflussung der Produzenten und Verbraucher könnte über die sogenannte Incentive-Methode geschehen, ähnlich wie auf dem Wochenmarkt mit Erdbeeren. Ist das Angebot hoch, sinkt der Preis, bei Verknappung steigt dieser. Wir werden tagsüber einen variablen Strompreis brauchen, der Flexibilität auf Erzeuger- und Verbraucherseite belohnt. Flexibilität erfordert auch ein Investment, zum Beispiel in Speicher, die sich auf diesem Weg amortisieren lassen. Wird nicht zwischen Endkunden und Grossbezügern unterschieden? Es wird zukünftig sicherlich auch verschiedene Vertragsarten für Klein- und Grosskunden geben. Für die Stabilisierung der Netze wäre es jedoch hilfreich, wenn nicht verschiedene Methoden zur Anwendung kommen würden. Auch wäre es schade, wenn wir das Potenzial der vielen Kleinkunden nicht nutzen würden. Sicherlich wird nicht jeder Kleinanbieter oder Kleinverbraucher von Energie selber im Smart Grid aktiv werden wollen. Hier könnte er sich durch einen Aggregator repräsentieren lassen, der die Interessen verschiedener Kleinanbieter und -verbraucher bündelt und gegenüber dem Netzbetreiber vertritt. Wie eine Art Genossenschaft? Genau. Weil der Erfolg des Aggregators mit meinem Erfolg gekoppelt ist, glaube ich, dass er meine Interessen besser vertreten wird wahrscheinlich besser als der Anbieter. Vielleicht entsteht sogar ein Wettbewerb der Aggregatoren, von dem ich profitieren kann. Dazu kommt ein weiterer Punkt: Der Strom ist zu billig. 10/2014 Haustech 19

5 Das ist die nächste Herausforderung, wenn wir über die Incentive-Methode nachdenken. Die Frage ist: Wie gross muss der Preisunterschied zwischen Niederund Hochtarif bei einem flexiblen Preis sein, damit ich ernsthaft anfange zu rechnen? Nehmen wir an, die Spanne liegt zwischen «kostenlos» und dem Dreifachen des heutigen Kilowattstundenpreises: Wäre dies für mich genug, um aktiv den Verbrauch im Sinn des Grids zu managen? Würde ich in Speicher investieren? Vermutlich ist auch wenn es weh tut die Energie zu preiswert, und der Hub zwischen Hoch und Tief zu gering. Wieso sollte ich bei etwas sparen, das günstig ist? Hier stellt sich die Frage, ob sich ein Investment finanziell nachhaltig lohnt, oder ob das «Günstige» erst durch Subventionen erzeugt wird. Ein Beispiel ist hier die Photovoltaik. Eine garantierte Einspeisevergütung und Zuschüsse machen in einer Startphase Sinn. Irgendwann sollte dann aber die Technologie zum Selbstläufer werden. Damit kommen wir zum Thema Speicher. Welche sind Ihrer Meinung nach sinnvoll? Man muss sich erst einmal Gedanken darüber machen, in welcher Form die Energie erzeugt wurde und in welcher Form die Energie verbraucht wird. Es wird zu häufig an Strom gedacht, es müssen nicht immer Batteriespeicher sein. Es können thermische Speicher verwendet werden oder Bewegungsenergie «Die Energie ist zu preiswert, und der Hub zwischen Hoch und Tief zu gering.» kann in Druck umgewandelt werden. Man kann zum Beispiel Wasserstoff erzeugen, diesen methanisieren und dann speichern. Wasserstoff könnte den Brennwert von Stadtgas erhöhen, Methan könnte in Brennstoffzellen oder im Hybrid-Auto als Range-Extender verwendet werden. Es gibt Dutzende von Möglichkeiten. Hier gibt es kein allgemeingültiges Patentrezept. Dadurch nimmt die Komplexität zu. Die Komplexität nimmt sicherlich zu, auch wenn die Automation irgendwo im Hintergrund und hoffentlich unbemerkt läuft. Interessant ist in diesem Zusammenhang ein Projekt der Hochschule Luzern. Beim Projekt «Suurstoffi» muss nicht jedes Gebäude der Überbauung alle Lösungen für einen optimalen, stabilen Betrieb beherbergen, es ist der Campus, der in der Summe der Gebäude als thermischer Verbund diese Aufgabe erfüllt. Das führt zu einer gesellschaftlichen Problematik. Man muss sich austauschen und gemeinsam eine Lösung finden. Ja, genau! Was wären die Alternativen? Keine dezentralen, erneuerbaren Energien? Ein massiver Netzausbau? Eine Akzeptanz von Blackouts? Ich sehe die Probleme besonders im Übergang von den heutigen Versorgungsnetzen zum Smart Grid. Die Transformationsphase darf nicht zu lange dauern. Es wird aber nicht so kritisch, wie vor vielen Jahren in Schweden die Umstellung von Links- auf Rechtsverkehr. aber irgendwann müssen wir die Schilder umdrehen! Und wer dreht die Schilder? Die Politik? Das ist die grosse Frage. Wer macht diesen Schritt und wann? Sobald die Blackouts wegen mangelnder Netzstabilität zunehmen, wird der Druck grösser gut, wenn man vorbereitet ist und die Weichen vorher bereits gestellt hat. Muss man jetzt mit Blackouts als Folge der dezentralen Energieerzeugung rechnen? Wir leben hier in einer Region mit recht stabilen Netzen. Wenn nicht gerade Naturkatastrophen zu einem Unterbruch führen, beschränkt sich der Netzausfall auf nur wenige Minuten pro Jahr. Anders in anderen Ländern, wo die Netze regelmässig über Stunden nicht verfügbar sind. Vielleicht sind wir von der Stabilität etwas verwöhnt, aber auf jeden Fall sind wir von der Stabilität mehr und mehr abhängig. Wir können es uns nicht leisten, dass durch erneuerbare Energiequellen die unsere Zukunft sind die Qualität der Versorgung beeinträchtigt wird. Wie könnte die Lösung aussehen? Und wer ist da in der Pflicht? Es wird im Interesse des Netzbetreibers sein, die Teilnehmer der Energiekette über Datenkommunikation ansprechen zu können. Die Möglichkeiten des heutigen Internets und die vorhandene Infrastruktur könnten durchaus genutzt werden. Das heisst aber auch, dass der Netzbetreiber investieren muss? Wenn der Netzbetreiber für die Stabilität verantwortlich ist, muss er die Koordination der Teilnehmer im Netz übernehmen. Er sitzt schon wie eine Spinne in der Mitte des Netzes. Er muss Tools aufbauen, um die Anreize zur Ausschöpfung der Flexibilität auf Erzeuger- und Verbraucherseite zu steuern. Aber auch die Verbraucher, die Betreiber von Smart Buildings, sollten investieren, um auf mögliche Anreize mit Flexibilität reagieren zu können. Können Sie etwas über den geplanten Neubau von Siemens in Zug sagen? Der Neubau unseres neuen Headquarters in Zug wird natürlich mit unserem Building Management System Desigo ausgestattet. Das System garantiert einen optimalen, energieeffizienten Betrieb der Gebäude. Die Erkenntnisse aus verschiedenen Smart Grid-/Smart Building-Pilotprojekten fliessen selbstverständlich in unser System ein. Wir sind bestens vorbereitet und freuen uns auf das Smart Grid in Zug. 20