Was ist Modulares Bauen - Definition
Zusammenfügen von seriell gefertigten Modulen zu einem Bauwerk
hoher Vorfertigungsgrad des Gebäudes
Vorfertigung im Werk
nicht nur einzelne Elemente, sondern gesamte Raummodule werden vorgefertigt
Vorfertigungsgrad ca. 80%
flexibles Gebäude
Gebäude ist erweiterbar
kann abgebaut werden und an anderer Stelle wieder aufgebaut
Nennen Sie Vorteile der Modulbauweise
Vorteile
kurze Fertigungszeiten
hoher Vorfertigungsgrad
Kostenersparnis
schneller Bau und weniger Koordinationsaufwand
Baukastenprinzip
Hohe Gestaltungsflexibilität
unterschiedliche Gebäude können mit gleichen Modulen erzeugt werden
Planungs- und Kalkulationssicherheit
hohe Terminsicherheit durch Vorfertigung
weniger Bauverzögerungen und Unabwägbarkeiten
Nennen Sie Nachteile der Modulbauweise
Nachteile
Statische Einschränkungen
nur 6-7 Geschosse möglich, da Module nicht entsprechend tragfähig
Weniger Individualität / Einschränkungen
keine ausgefallenen Formen
eckige Module
Erhöhter Raumverbrauch
doppelte Wände und Deckenkonstruktionen vergößern die Bruttogeschossfläche
Größeneinschränkungen
durch den Transport beschränkte Größe der Module
Was ist ein Modul?
Subsystem, dessen Grenzen nach fertigungstechnischen und funktionalen Gesichtspunkten festgelegt sind
Ziel: Entwicklung unabhängig vom Gesamtsystem
als Teil eines Baukastens zu verstehen
Positionierung im System erfolgt auf Basis eines Ordnungsprinzips
kleinste Einheit im System ist das Element
mehrere Elemente = Modul
In welchen Dimansionen kann das Modulare Bauen erfolgen?
Skelettbauweise
linerare Bauweise
Stützen und Pfeiler bilden als lineare Elemente das tragende Gerüst der Konstruktion
Wandtafeln / Paneele (“Plattenbau”)
flächige Bauweise
Modulbauweise
ganze Räume inkl. Bodenberlag, FBH, Elektroverkabelungen, ferige Fassade,… werden vorgefertigt und vor Ort gestapelt
teilweise werden so nur einzelne Räume (bspw. Sanitärzellen) eingebaut
Zusammensetzung nach Baukastenprinzip
ein Modul besteht aus 6 räumlich angeordneten Außenelementen (4 Wände, Deke, Boden)
Einordnung der Raummodulbauweise in das serielle, modulare Bauen
Modulares Bauen - Verwandte Begrifflichkeiten
Serielles Bauen
Elementbau
Fertigteilbauweise
Industrielles Bauen
Modul- und Systembau (Raummodulbau)
Mobiles Bauen
Montagebau
Was versteht man unter Industrielles Bauen?
zentralisierte Herstellung von Bauproduketen
Übertragung industrieller Arbeitsweisen auf die Bauproduktion
rationalisierung von Arbeitsabläufen
Umsetzung von Methoden und Mitteln, welche sondst nur in der Industrie genutzt werden
bspw. industrielle Vorproduktion
kann den gesamten Lebenszyklus umfassen
Merkmale industrieller Produktion und deren Übertragung auf die Baubranche
Was ist der Hauptvorteil der Raummodulbauweise?
schnellere Abwicklung von Bauprojekten (in rund 40% der Zeit)
es kommt damit früher zum return of investment
Typen von Deckenkonstruktionen
Typ 1.1 (S.37)
am häufigsten verwendet
Ausführung in Brettsperrholz
hohe Schall- und Brandschutzanforderungen
Typ 2 (S.38)
tragende Deckenelemente übernehmen den Brandschutz
Merhschichtige Rohkonstruktion mit Beplankung und Dämmschicht
hoherer Gesamtaufbau gegenüber Massivholzkonstruktion
Typ 3 Hybride Lösung (S.38)
Fertigung der Raummodule auf der Baustelle
Rohdecke aus Stahlbeton wird konventionell gefertigt
Trennwandkonstruktionen
Zweischalige Konstruktion Typ 1-4 (S.39)
zweischalige Konstruktion mit Brettsperrholz
Einschalige Konstruktion
bei höheren Schall- und Brandschutzanforderungen
Konstruktion der Gebäudehülle
Module mit tragenden Längswänden —> Gebäudehülle ist nicht tragend
Wand muss nur Windlasten und Fassage tragen
kann dünn ausgeführt werde
bei tragender Außenwand wird die Konstruktion massiver ausgeführt
Fassade kann gestalterisch und technisch variieren
Fuge wird fast ausschließlich auf der Baustelle geschlossen
Haustechnik
bei der Raummodulbauweise werden sämtliche haustechnische Leitungen, … im Werk verbaut (inkl. Qualitätskontrolle)
Umfang hängt von Projekt und späterer Nutzung ab
Was ist beim Transport der Module zu beachten?
Dimensionierung
durch den Transport sind die Module in ihrer Dimensionierung eingeschränkt
Höhe auf 3,20m begernze (Deutschland)
Gesamtbreite von 3,25m ist meist einzuhalten
Genehmigung
teilweise sind Sondergenehmigungen notwendig
Gewicht
20m2 wiegen etwa 8 Tonnen
Kosten
bei 100km Stecke liegen die Kosten etwa bei 5% der reinen Baukosten
hohe Schwankungen und abhängig von Entfernung, Art des Transports,…
Technische Voraussetzungen für den Fertigungsprozess
bei Übergabe der Planung an die Vorfertigung kann der tech. Entwurf nichtmehr abgeändert werden (Design Freeze)
detailliertere Planung = bessere Qualität
Fertigungsprozess im Werk ist automatisiert
erfolgt auf Gleisanlage wie Fließbandproduktion
Rahmenbedingungen für die Produktion im Werk
große Hallenflächen benötigt
Module werden auf Schienen zu den einzelnen Arbeitsstationen verschoben
an verschiednenen Stationen arbeiten einzelne Gewerke
einzelne Bauteiele werden vorgefertigt zu Station geliefert (Fenster, Möbel, Rohre,…)
Arbeitsanleitungen für jeden Arbeitsschritt liegen vor
Produktion im Werk - Vorgehensweise
aus der Bodenplatte entsteht im Laufe der Arbeitsstationen ein Modul
erste Station: Leitungen in der Bodenplatte werden verlegt
Estrich wird aufgetragen
Wände werden zusammengestellt unf befertigt
Trockenbauarbeiten
Elektriker verlegt Elektroleitungen
Verlegung von Waserleitungen
Zweite Seite der Gipskartonwand wird beplankt (Trockenbau)
Spachteln und Streichen
ggf. werden Fliesen verlegt
Bodenbelagsarbeiten
Abschlussinstallationen (Steckdosen, Schalter,…)
je nach gewünschtem Vorfertigungsgrad folgen noch weitere Schritte, bspw. Anbringen der Fassade
Wie werden die Module schallentkoppelt?
Schallentkopplungsmatten werden umlaufend an die Module angebracht
zwischen den Modulen wird eine Hohlraumdämmung angebracht
damit können auch Maßtoleranzen ausgeglichen werden
Module sind so komplett schallentkoppelt
Qualitätskontrolle nach Fertigstellung
Überprüfung der fertigen Module hinsichtlich Funktionsfähigkeit und Qualität im Werk
bsp. wird zur Überprüfung der Elektrik Strom auf den eingebauten Verteiler gegeben oder in Snaotärleitungen wird Wasser eingeleitet und der Druck überprüft
Produktionsleiter geht mit Checkliste durch die einzelnen Module
Mängel können vor Auslieferung beseitigt werden
anschließend werden Module wasserdicht verpackt und bis zur Auslieferung gelagert
Produktion auf der Baustelle
es finden parallele Abläufe in der Produktionshalle und auf der Baustelle statt
auf der baustelle werden bspw. Fundamente, Flure, Decken, Treppenhäuser, Keller, … konventionell errichtet
wenn Keller gebaut wird werden bspw. die Elektroleitungen schon gezogen und später mit den Modulen verbunden
die ersten Module werden schon auf der Baustelle montiert während die restlichen noch in der Halle hergestellt werde
Wie erfolgt die Lieferung und Montage?
Lieferung mit Transporter
Gewichtsbeschränkung liegt bei mx. 24t
Lieferung erfolgt Just in Time
Monatgestart i.d.R. direkt nach Lieferung
Teile werden mit Kran verladen und auf konventionell gefertigte Fundamente gesetzt
je nach Projekt können bis zu 25 Module pro Tag montiert werden
bei komplexen Projekten mit z.B. Treppenhäusern weniger
Module werden lose aufeinender gestepelt
wegen Schallschutzanforderungen nicht verschraubt
bei zusammenhängenden Modulen wird der Boden vor Ort verlegt
Elektriker verbindet Leitungen der Module vor Ort
Brandmeldeanlage wird vor Ort angebracht
Anbringung von Fassade, Dach, Balkone,… findet i.d.R. parallel statt
Arbeits- und Gesundheitsschutz
Modulbauweise hat positive Auswirkungen
Kontrolle der Einhaltung wird einfacher, da Hallenfläche übersichtlicher ist
standartisierter Ablauf führt zu sich wiederholenden arbeiten
witterungsunabhängige Fertigung
Wegstrecken für die Mitarbeiter entfallen durch Verschiebung der Module zu den Gewerken
ebenerdige Fertigung erfordert keine hohen Gerüste, etc.
schwere Bauteile werden mit dem Kran versetzt
durch hohen Vorfertigungsgrad verbringen die Handwerker weniger Zeit auf der Baustelle bei schlechten Arbeitsbedingungen
Geringere Lärmemissionen
Abbau und Umzug
Modulbauweise macht Gebäude extrem flexibel
Abbau in kürzester Zeit möglich
innerhalb einer Woche kann Einfamilienhaus den Standort wechseln
Vor Umzug muss Demontage der Haustechnik, Bodenbelag, Fassade, Dachhaut,… erfolgen
Logistikplan muss erstellt werden, welches Modul auf welchem Transporter ist
Kran verläd Module auf LKW
Transport zum neuen Standort innerhalb von einem Tag
Grundrissgesaltung und Modulraster
Planraster ist ein wesentliches Kriterium für die Wirtschaftlichkeit
häufig sind Raster aus konventionellem Bau sinnvoll wenn sie sich übertragen lassen
Standartisierte Maße im Raummodulbau
Länge: 7,75m - 16,75m
Breite: 2,625m - 4,00m
Sondermaße sind in Ausnahmefällen grundsätzlich möglich, schränken aber Wirtschaftlichkeit ein
es werden selbe Modultypen mit gleichem Grundriss verwendet
wniger verschiedene Fertigungsserien in einem Gebäude
alternativ könnnen vorgegebene Rastermaße der Hersteller herangezogen werden
Konstruktive Möglichkeiten der Lastabtragung
Lastabtragende Module sind aktuell bis zu ca. 6 Geschossen wirtschaftlich
abhängig vom Material
bei Bauwerken mit mehr als 6 Geschossen ist alternative Trageform sinnvoll
bspw. Skelett.Tragwerk
Warum werden häufig Sockelgeschosse, Treppenhäuser, Flure,… konventionell gefertigt?
Brandschutz
Aussteifung
Vertikaler Lastabtrag / Eigentragfähigkeit
Abtrag von Horizontallasten (Wind)
Schallentkopplung
Raumzellentypen
abhängig von Gebäudetypologie bestehen unterschiedliche Anforderungen an die Räume
In Hotels und Wohnheimen kommen oft Ein-Raum-Module zum Einsatz
bei Klassenzimmern werden bspw. mehrere Module aneinandergereiht um größere Räume zu erhalten
Welche Materialien werden hauptsächlich eingesetzt?
Stahl
Holz
Baton
haben alle verschiedene Eigenschaften die berücksichtigt werden müssen
Stahlbau - Aufbau, Vor- und Nachteile
meist verschweißte Stahlrahmenkonstruktionen die beplant und mit Dämmung und Installationen gefüllt werden
hohe Tragfähigkeit bei schlanken Bauteilen
Langlebigkeit
lässt sich zu 100% recyclen
Stahlpreisschwankungen
Betonmodulbau - Aufbau, Vor- und Nachteile
überwiegend aus Leicht- und Normalbeton
hohe Dauerhaftigkeit
gute Brandschutzeigenschaften
gute Schallschutzeigenschaften
starke Aussteifung der Einzelmodule
hohes Eigengewicht
hoher Energieaufwand
evtl. starke Wände
Holzmodulbau - Aufbau, Vor- und Nachteile
besonders nachhaltig
leichter Baustoff
gut zu transportieren
lässt sich recxclen oder thermisch verwerten
schwierig beim Brandschutz
natürlicher Baustoff und damit in Duaerhaftigkeit eingeschränkt
Modulbau bei Pritaven Bauvorhaben
bereits in oder vor LPH 1-4 kann eine Festlegung auf eine Bauweise oder eine Direktvorgabe an ein Modulbauunternehmen stattfinden
Modulbauer unterstützt den Planungsprozess
Modulbauer fertigt in LPH 5 die Werkplanung selbst an
Private Bauvorhaben - Ablauf der konventionellen Planung nach HOAI vs. Ablauf bei Modulbauweise
Modulbauweise bei Öffentlichen Bauvorhaben
es darf vorab keine Festlegung auf ein Unternehmen stattfinden
Gebäude muss systemneutral ausgeschrieben werden
—> Vorgehen nach HOAI-Leistungsphasen muss eingehalten werden
Lösung: funktionale Leistungsbeschreibung
Ausschreibung auf dieser Basis nach LPH 1-4
Modulbau Planungsablauf Private Bauvorhaben vs. Öffentliche Bauvorhaben
Was ist eine funktionale Leistungsbeschreibung (FLB)?
es wird angegeben welche Funktion die Bauleistung erfüllen soll
kein ausführlicher Leistungskathalog mit technischen Spezifikationen
potentielle Auftegnehmer erhalten ledigliche Rahmenbedingungen und Zielvorgaben für die Angebotsabgabe
Konzeptwettbewerb entstehet (neben dem Wettberb und das wirtschaftlichste Angebot)
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