Modulares Bauen

Modulares Bauen: Effizient, Flexibel und Nachhaltig

• Definition modulares Bauen: Bekannt wurde das modulare Bauen als Bauweise bzw. Bauverfahren aus dem Hochbau. Dreidimensionale Raummodule werden unter industriellen Bedingungen vorgefertigt und später auf der Baustelle nach dem Baukasten-Prinzip zusammengebaut. Somit steht modulares Bauen nicht nur für hochwertiges Bauen, sondern auch für eine kürzere Bauzeit. Im Vergleich zu konventionellen Bauweisen kann beim modularen Bauen rund 70 % der Bauzeit eingespart werden.

• Historische Entwicklung und Bedeutung im Bauwesen: Das Konzept des modularen Bauens reicht bis ins alte Ägypten. Die Blöcke für den Bau der Pyramiden wurden entlang dem. Nil transportiert und auf der Baustelle montiert. In Japan wird der Modulbau schon seit dem 12. Jahrhundert beim Häuserbau angewandt. 3800 v. Chr. wurden die Häuser an der Sweet Track Road in England vorgefertigt und dann errichtet. Vor mehr als 2000 Jahren wurden im alten Sri Lanka riesige Bauwerke in Modulbauweise errichtet. Schon 1494 wurde von Leonardo da Vinci das „Casa Mutabile“ gebaut. Die Teile dafür ließ er vorfertigen und später am Ufer des Tigris aufbauen. Nach einem verheerenden Erdbeben in Lissabon im Jahr 1755 wurde die komplette Stadt mit den Vorfertigungstechniken im gleichen Maßstab wieder aufgebaut. 1833 entwarf der Londoner Zimmermann Herbert Manning das erste modulare Haus, damit die Siedler in Australien Wohnraum bekamen. 1854 baute der britisch-französische Ingenieur Isambard Kingdom Brunel das erste modulare Krankenhaus in Skutari. Das Krankenhaus entstand in nur 5 Monaten Bauzeit. In Deutschland entstand das erste Modulhaus in den 1970er Jahren. Über die Jahre hinweg hat sich die Modulbauweise stetig weiterentwickelt und unterscheidet sich heute von Anbieter zu Anbieter. Bei der Modulbauweise gibt es unterschiedliche Varianten wie zum Beispiel die Metallbauweise aus Stahl, die Holzbauweise sowie die Bauweise aus Stahlbeton bis hin zu den Hybrid-Bauweisen.

Grundlagen der Modulbauweise

Modulares Bauen darf auf keinen Fall mit der Fertigbauweise verglichen werden. Während bei der Fertigbauweise die einzelnen Elemente für Wand, Decke und Boden vorgefertigt werden, entsteht bei der Modulbauweise der komplette Raum bzw. das komplette Gebäude inklusive der Verrohrung und der verschiedenen Leitungen. Ein solches Modul wird in einem Stück zur Baustelle gebracht. Dies hat den Vorteil, dass ein Großteil der Arbeiten, die ansonsten auf der Baustelle stattfinden, bereits im Werk des Anbieters erledigt werden. Als anschauliches Beispiel können wir das Dämmen nennen. Dämmarbeiten können laut Experten ab einer bestimmten Außentemperatur nicht mehr auf der Baustelle durchgeführt werden. Ganz anders beim Modulbau. In den Werkshallen herrschen immer die gleichen Bedingungen, sodass alle Arbeiten an den Modulen unabhängig vom Wetter und der Jahreszeit zu jeder Zeit durchgeführt werden können. So kommt es zu den deutlich kürzeren Bauzeiten.

Besonders gut eignet sich der Modulbau für alle Objekte in der Baubranche, bei denen sich eine Vielzahl der Nutzungs- und Funktionseinheiten wiederholen. Dies gilt nicht nur für Häuser in Wohnsiedlungen, sondern auch für Hotels, Wohnheime und Großbauten in der Automobilindustrie. Somit erklärt sich auch, warum modulares Bauen nicht nur flexibel, sondern vielseitig ist.

Arten des modularen Bauens

Wie eingangs bereits erwähnt, gibt es beim modularen Bauen verschiedene Möglichkeiten. Wir haben zu den beiden bekanntesten ein wenig recherchiert.

Holzmodulbau

Der Holzmodulbau wird immer mehr zur mobilen Bauart der Zukunft, da er sowohl den modernen Lebensformen als auch den verschiedenen Gesellschaftsstrukturen gerecht wird. Dies erklärt, warum ein Umdenken im Bauwesen in Richtung modulares Bauen immer wahrscheinlicher wird.

Bei der Bauweise mit Holz steht nicht nur der verantwortungsbewusste Umgang mit dem Baugrund im Vordergrund, sondern auch die Flexibilität der Häuser sowie die Möglichkeit, bezahlbaren Wohnraum zu schaffen.

Bei den Modulbauten aus Holz gibt es eine Vielzahl von Bauformen, auch dann, wenn die Produktion aufgrund von standardisierten Architekturkonzepten abläuft. Modulare Häuser in Holzbauweise sind aus diesem Grund nicht nur nachhaltig, sondern auch flexibel und ästhetisch. Da unsere Gesellschaft flexibel ist und immer wieder Bauten für unterschiedliche Anwendungsbereiche benötigt, bietet sich die Bauweise mit Holz an. Ein Holzhaus aus vorgefertigten Elementen kann zu jederzeit ästhetisch und individuell umgestaltet werden, sodass sich solche Modulbauten immer wieder an die Bedürfnisse der Bewohner sowie deren veränderter Bedarf anpassen können. Wenn kurzfristig neue bzw. zusätzliche Räume in ein Holzhaus integriert werden müssen, bietet sich das modulare Bauen an, auch wenn ein bestimmtes Maß an Standardisierung vorgeschrieben ist.

Stahlmodulbau

Gewissermaßen gilt der Stahlmodulbau als die Urform des modularen Bauens. Als Herzstück beim Stahlmodulbau gelten die freitragenden Stahl-Rahmenkonstruktionen. Diese werden im Werk des Anbieters vorgefertigt und mit Wänden, Decken, Fenster und Türen versehen. Eine solch fertige Raumeinheit wird auf die Baustelle transportiert und dort mithilfe eines Krans nebeneinander oder übereinander platzieren. Aufgrund des hohen Vorfertigungsgrades können komplexe Gebäude innerhalb kürzester Zeit errichtet werden.

Auch wenn der Stahlmodulbau eng mit der Containerbauweise verwendet ist, gibt es deutliche Unterschiede. Während der Stahlmodulbau in gewisser Weise flexibel ist, kommen bei der Containerbauweise genormte Frachtcontainer (Übersee-Container) zum Einsatz, die kurzfristig, aber nur vorübergehend einen Raumbedarf abdecken. Beim Stahlmodulbau dagegen entstehen dauerhafte Konstruktionen, deren Nutzungsdauer mit konventionell errichteten Bauwerken zu vergleichen ist. Mittelpunkt des Stahlmodulbaus ist der hohe Vorfertigungsgrad und die schnelle Errichtung auf der Baustelle, während bei der Containerbauweise die Mobilität und die Wiederverwendbarkeit der Elemente im Vordergrund steht.

Vorteile des modularen Bauens

Modulares Bauen bietet eine Reihe von Vorteilen, die wir uns im Folgenden näher anschauen möchten.

Zeitersparnis und Effizienz

Rund um modulares Bauen fragen Laien sich vermutlich, ob ein Gebäude ähnlich wie ein Auto mittels Fließband gebaut werden kann. Diese Frage kann durchaus mit Ja beantwortet werden. Bauherren können sich das Gebäude der Wahl in einer Art Katalog aussuchen, welches dann in den Produktionshallen entsteht.

Da bei einem Modulgebäude zwischen 60 und 90 % der anfallenden Bauarbeiten im Werk erledigt werden, verkürzt sich die Bauzeit deutlich. Aufgrund der Wetterbedingungen kommt es im Vergleich mit der Baustelle im Werk nicht zu Ausfallzeiten, da dort immer die gleichen Bedingungen herrschen. Während auf der Baustelle das Fundament erstellt wird, werden im Werk die Module vorgefertigt. So kann zum Beispiel bei einem Einfamilienhaus durch die Trockenbauweise keine Baufeuchte entstehen und die Baufamilie kann direkt nach Übergabe des Hauses einziehen.

Kostenersparnis

Modulares Bauen hat sowohl für Bauherren als auch für Investoren wirtschaftliche Vorteile. Sie sparen nicht nur beim Materialeinsatz, sondern auch bei den Arbeits- sowie Baukosten und profitieren zusätzlich von einer umfassenden Planungssicherheit und einer garantierten Terminsicherheit. Aufgrund der schnellen Bauweise können die Immobilien früher verkauft oder vermietet werden.

Rund um das Bauverfahren wird jeder Schritt mit den Experten geplant, sodass stets die neuesten Technologien und Anforderungen an die Architektur in die Planung mit einbezogen werden können.

Nutzer sparen bei den Energiekosten, denn diese lassen sich durch die wärmebrückenfreie Dämmung der kompletten Außenhülle des Gebäudes und dem Einsatz modernster Haustechnik deutlich minimieren.

Flexibilität und Anpassungsfähigkeit

Bei der Planung ermöglicht die Digitalisierung das Umsetzen von individuellen Entwürfen in der Architektur. Dabei können alle notwendigen und technischen Anforderungen an das Bauwerk umgesetzt werden. Bauherren haben bei den einzelnen Raumzellen die Wahl zwischen Standard- und Sonderausstattungen, so dass die Gestaltungsmöglichkeiten, denen beim konventionellen Bauen gleichen.

Nachhaltigkeit

Modulares Bauen garantiert den Bauherren Nachhaltigkeit rund um die verschiedenen Bauprozesse. Bauherren bekommen so nicht nur ein ressourcenschonendes, sondern auch ein ökologisches Haus, indem sich das wohngesunde Wohlfühlklima bestens umsetzen lässt.

Grundsätzlich muss bei der modularen Bauweise auf die gleichen Baustandards und -vorschriften wie beim konventionellen Hausbau geachtet werden. Allerdings kommt es beim Modulbau zu deutlich weniger Müll, da der entstehende Abfall bei der Produktion durch Recycling wiederverwendet werden kann.

Planungs- und Bauprozess im Modularen Bauen

Die modulare Bauweise steht unter anderem auch für die enge Zusammenarbeit zwischen allen Beteiligten rund um den Bau.

Planung und Design

Schon vor dem Bau beginnt die Zusammenarbeit zwischen Architekten, Bauherren und Projektleitern. Architekten und Experten für modulares Bauen treffen sich zu gemeinsamen Gesprächen, um bei der Planung die Kundenwünsche rund um das Bauvorhaben zu berücksichtigen. Im weiteren Verlauf werden bei einem solchen Gespräch auch die fixen Baukosten für das Modulgebäude ermittelt und der Terminplan festgelegt, sodass Bauunternehmen von einer garantierten Terminsicherheit ausgehen können.

Produktion und Fertigung

Wird der Auftrag für den Neubau von allen Beteiligten freigegeben, kann die Produktion der Raummodule im Werk des Anbieters beginnen. In der gleichen Zeit werden auf dem Grundstück sämtliche Erd- und Fundamentierungsarbeiten ausgeführt.

Nach Herstellung der einzelnen Module werden diese noch im Werk im Rahmen einer strengen Qualitätskontrolle auf ihre Eigenschaften und ihre Qualität hin überprüft.

Transport und Montage

Erhalten die Raummodule die Freigabe, beginnen die Logistik und der Transport zum Grundstück, um dort mit der Montage und dem Zusammenbau vor Ort zu beginnen. Sobald der Rohbau aus den Modulen steht, kann mit dem Innenausbau begonnen werden.

Qualität und Sicherheit im Modularen Bauen

• Sicherstellung der Qualität der Bauteile durch standardisierte Prozesse: Die modulare Bauweise entspricht nicht nur den Bauvorschriften und deren Standards von Bauwerken, die vor Ort errichtet werden. Generell kann gesagt werden, dass beim Modular Bauen auf die gleichen architektonischen Spezifikationen geachtet und mit zuvor festgelegten Materialien gebaut wird. So sind modular errichtete Objekte nicht von konventionell errichteten Bauwerken zu unterscheiden. Aufgrund der standardisierten Prozesse kann eine hohe Bauqualität garantiert werden.

• Zertifizierungen und Normen im Modulbau: Für sämtliche Modulbautechniken gibt es Zertifizierungen und Normen. Dazu zählen unter anderem RAL Gütezeichen für die Stahlsystembauweise und für mobile Raumsysteme sowie das DVS Zertifikat für tragende Konstruktionen und Schweißzertifikate für das Schweißen von Stahltragwerken.

• Sicherheitsstandards vor Ort: Die modulare Bauweise findet in erster Linie im Werk des Anbieters statt. Dadurch wird das Unfallrisiko vor Ort deutlich minimiert. Die Mitarbeiter profitieren im Werk von sicheren Baustellenabläufen und einer sicheren Arbeitsumgebung.

• Risikomanagement und Arbeitsschutzmaßnahmen: Beim Aufbau vor Ort müssen deutlich weniger Arbeitsschutzmaßnahmen beachtet werden, da nur wenige Mitarbeiter mit dem Aufbau beschäftigt sind. Das Risikomanagement kann insoweit minimiert werden, dass Bauherren von Anfang an von einer umfassenden Planungs- und Terminsicherheit profitieren.

Anwendungsbereiche und Beispiele

• Einsatz von Modulbauweise im Wohnungsbau: Gerade beim Wohnungsbau sind die kurzen Produktionszeiten sowie die Flexibilität der Gebäude ein großer Vorteil. Zusätzlich können bei den modularen Bauweisen die entstehenden Emissionen auf ein Minimum reduziert werden. In der Regel sind die Gebäude nach der Fertigung und der Montage sofort bezugsfertig. Ein Modulhaus kann mittels Aufstockungen oder Erweiterungen schnell umgebaut werden, wenn dies von Nöten ist. Dabei lassen sich solche Änderungen nicht nur individuell, sondern auch wirtschaftlich gut realisieren. Dabei sind Modulhäuser nachhaltig und ressourcenschonend.

• Anwendung im gewerblichen Bereich und Bürogebäude: Sowohl im Gewerbe als auch für Bürogebäude bietet der Modulbau eine individuelle Lösung, wenn es darum geht, Gebäude aufzustocken oder anderweitig zu erweitern. Damit lassen sich nicht nur wertvolle Ressourcen sparen, sondern auch die Kosten können bei der Herstellung der Bauteile, der Gestaltung und beim Innenausbau im Rahmen gehalten werden.

• Modulbauweise in Schulen, Krankenhäusern und anderen öffentlichen Gebäuden: In Bezug auf Schulen und Kitas herrscht je nach Region oft Platzmangel. Modulares Bauen bietet hierfür die perfekte Lösung. Die Bauten können nach der Nutzung umgebaut und anderweitig zum Einsatz kommen. Gleiches gilt für Krankenhäuser oder Wohnheime wie zum Beispiel Asylunterkünfte. Gerade wenn in sehr kurzer Zeit viel Wohnraum geschaffen werden muss und die Kosten von Bedeutung sind, sind solche Bauten die Lösung für das Problem.

Zukunft des Modularen Bauens

Gerade bei den Bildungsbauten wie Schulen sehen Experten für die Zukunft Engpässe und terminliche Verzögerungen. Dies liegt unter anderem an der steigenden Nachfrage nach neuen Schulen, welche auf mehr Betreuungsplätze, Inklusion und Ganztagsangebote zurückzuführen sind. Die Lösung ist hier der temporäre Modulbau mit flexiblen Raummodulen, die sich dem jeweiligen Bedarf anpassen.

Zusätzlich werden die Folgen des Klimawandels immer sichtbarer, sodass die Reduktion des Energieverbrauchs beim Bau Vorrang hat. Auch hier bietet modulares Bauen eine Lösung, da die Gebäude so konzipiert werden können, dass sie nur noch so viel Energie verbrauchen wie auch benötigt wird.

Grundsätzlich ist modulares Bauen einer der wichtigsten Zukunftstrends in der Baubranche. Die Anforderungen an die Gebäude von morgen haben sich grundlegend geändert. Wichtig sind kürzere Bauzeiten, geringere Kosten, neue und moderne Materialien sowie ein effizienter Einsatz der Ressourcen.

Fazit

Modulares Bauen ist in vielerlei Hinsicht effizienter als konventionelle Bauverfahren. Aufgrund der Vorfertigung sowie der Produktivität im Werk des Anbieters können Kosten gespart und die Bauzeiten verkürzt werden. Dies ist beim Wohnungsbau ebenso wichtig wie beim Bau von Schulen, Kindergärten, Wohnheimen und Unterkünfte für Asylanten. Bauherren und Investoren haben bei der Gestaltung der Bauteile vielfach freie Hand. Durch die Individualität der Bauherren wird nichts dem Zufall überlassen, denn nahezu jede Idee kann bei der Planung umgesetzt werden.