DiCYCLE - Reconsidering digital deconstruction, reuse and recycle processes using BIM and Blockchain

Ausgangssituation/Motivation

Die Digitalisierung in der AEC (architecture, engineering, construction)-Industrie schreitet zögerlich voran und bringt große Herausforderungen mit sich, die sich auch in der langsamen Anwendung innovativer Technologien widerspiegeln.

Für die Umsetzung digitaler Technologien und Methoden im Gebäude-Lebenszyklus ist es notwendig, Abläufe und Arbeitsweisen in der Planung, Bau, Betrieb, sowie Um- und Rückbau (End of Life [E-o-L]) zu erfassen und für die Einbettung digitaler Technologien zu adaptieren.

Derzeitig verfügbare Softwaretools entsprechen noch nicht den Praktiken und Workflows der End-Nutzer:innen, da Building Information Modeling-gestützte Gebäudemodelle (BIM-Modelle) von vielen verschiedenen Teilhabern in Planung, Bau und Betrieb meist isoliert sowie nur Phasen- und Domänen-spezifisch genutzt werden. Für eine BIM-basierte Um- und Rückbauphase sind außerdem standardisierte Prozesse notwendig, die auch eine Implementierung digitaler Tools ermöglichen.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Hauptziel von DiCYCLE ist, derzeitige E-o-L-Prozesse im Bauwesen zu analysieren, abzubilden und gestützt durch digitale Technologien - BIM, Blockchain (BC) und Smart Contracts (SC) - zu optimieren.

Damit sollen neue Geschäftsmodelle entstehen und nachhaltige digitalisierte Bau- und Planungsprozesse gestattet werden, die eine Wiederverwendung (Reuse) und Wiederverwertung (Recycle) von Baumaterialen und Bauelementen entlang des Lebenszyklus ermöglichen sowie Modellverantwortliche und ihre Rollen klar definieren. Dadurch soll eine transparente, recyclinggerechte Erfassung und Nachverfolgung von Bauelementen und Baumaterialen unterstützt, wie auch eine Minimierung von Bau- und Abbruchabfällen angestrebt werden.

Methodische Vorgehensweise

Folgende Aspekte sind im Fokus dieses Forschungsvorhabens: einerseits Building Information Modeling-gestützte Gebäudemodelle (BIM-Modelle), die dem tatsächlich ausgeführten Zustand entsprechen („as-built"), und andererseits Prozessflüsse, die sowohl Datenänderungen als auch ausgeführte Bauarbeiten beschreiben. Dabei müssen Datenstrukturen für E-o-L-relevante Informationen identifiziert und mit BIM verknüpft werden.

Die Integration der dafür notwendigen Datenbestände und die Mechanismen zur Überprüfbarkeit über BC-basierende Technologien und SC sollen zur Wiederverwendung und -verwertung der Baumaterialien und Bauelemente eines durchgängigen digitalen Bauwerksmodells entwickelt werden und frühzeitige E-o-L-Assessments ermöglichen. Zudem soll ein Framework als Proof-of-Concept entwickelt werden, welches die Umsetzung von BIM, BC und SC in E-o-L ermöglichen wird.

Das Projekt stellt somit die Fortsetzung des in den Forschungsprojekten BIMd.sign und FMChain entwickelten Rahmenwerks für die Implementierung von BC und SC in einer BIM-gestützten Planung (BIMd.sign) und Betrieb (FMChain) dar. Die Innovation des Projekts liegt folglich in der integrativen Sichtweise von E-o-L Daten und Prozessen, deren Kopplung mit BIM und Überprüfbarkeit/Nachverfolgung durch BC und SC.

Erwartete Ergebnisse

Szenarien für die Umsetzung von BC und SC der unterschiedlichen Geschäftsmodelle sollen an Testfällen erprobt und evaluiert werden. Letztlich werden die notwendigen Datenbestände für die BIM und SC-gestützten E-o-L-Prozesse (z.B. Key Performance Indikatoren) exemplarisch mit der Planungsphase integriert (BIM „as-planned"), um eine E-o-L-Prädiktion bereits in den frühesten Planungsphasen zu ermöglichen. E-o-L-Strategien können abgeleitet werden und als Planungs- und Entscheidungshilfe für Gebäudeeigentümer:innen/Investor:innen dienen und damit generell die „Circular Economy" im Bauwesen stärken.

Projektleitung

Senior Scientist Dr. Marijana Sreckovic - Institut für interdisziplinäres Bauprozessmanagement, FOB Integrale Bauplanung und Industriebau, TU Wien

Auflistung der weiteren Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

• Ao.Univ.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn. Wolfgang Kastner - Institut für Computer Engineering, FOB Automation Systems, TU Wien
• DI Thomas Romm - Architekt DI Thomas Romm ZT
• Peter Heinrich - Kranner GmbH
• Peter Kneidinger - materialnomaden GmbH

TU Wien - FOB Integrale Bauplanung und Industriebau
Institut für interdisziplinäres Bauprozessmanagement
Senior Scientist Dr. Marijana Sreckovic
Karlsplatz 13/234-02
A-1040 Wien
Tel: +43 (1) 58801-21525
E-Mail: marijana.sreckovic@tuwien.ac.at
Website FOB: www.industriebau.tuwien.ac.at/
Website Projekt: www.industriebau.tuwien.ac.at/forschung/forschungsprojekte/dicycle/