Die Zukunft der industriellen Vorfertigung im Massivbau - Maßnahmen für den Geschosswohnungsbau in Deutschland

Abstract

Die Nachfrage nach Wohnraum in deutschen Ballungsgebieten ist ungebrochen hoch und kann nicht gedeckt werden. Die im Geschosswohnungsbau dominierende Massivbauweise weist wie die gesamte Baubranche eine geringe Arbeitsproduktivität auf. Die industrielle Vorfertigung im Geschosswohnungsbau stellt eine Möglichkeit dar, die Produktivität im Bauwesen zu verbessern und somit der hohen Nachfrage im Wohnungsbau nachzukommen. Im Jahr 2018 wurden in Deutschland nur 2,2 % der fertiggestellten Wohngebäude in Massivbauweise industriell vorgefertigt. Auch im Jahr 2019 war kein Anstieg zu verzeichnen. Die bestehende Literatur diskutiert allgemeine Hindernisse der industriellen Vorfertigung, hauptsächlich des Holzbaus, stellt Anforderungen an den modernen Wohnungsbau und schlägt neue Technologien für das Bauwesen vor. Sie berücksichtigt jedoch nicht die Spezifika der industriellen Vorfertigung im Kontext des Geschosswohnungsbaus in Massivbauweise. Außerdem fehlen konkrete, praktisch anwendbare und von Fachexpert*innen bewertete Umsetzungsvorschläge, um die Massivbauweise in industrieller Vorfertigung zu etablieren. Ziel dieser Forschungsarbeit ist es, geeignete Maßnahmen festzulegen, um die industrielle Vorfertigung im deutschen Markt zu etablieren und als gleichberechtigte Alternative zum konventionellen Bauen darzustellen. Hierzu nutzt die Arbeit eine gemischt denklogisch-deduktive und empirisch-induktive Methode. Basierend auf einer Literaturrecherche und 12 Expert*inneninterviews präsentiert diese Arbeit 16 Maßnahmen zur Etablierung der industriellen Vorfertigung in Deutschland. Im Anschluss bewerten 61 bzw. 30 Fachexpert*innen in zwei Delphi-Befragungsrunden diese Maßnahmen nach Wirksamkeit und Umsetzbarkeit und beurteilen welche Voraussetzungen ggf. noch notwendig sind.Im Zuge der gesamten Datenerhebung wird deutlich, dass eine Vielzahl von Hindernissen der industriellen Vorfertigung entgegenstehen. Diese Hindernisse stammen im Wesentlichen aus den Bereichen der rechtlichen Normen, der Vergaberegelung der VOB, der Schnittstellen zwischen Planung und Produktion, des fehlenden Wissens über die industrielle Vorfertigung und dem soziokulturellen Kontext. Für eine Vielzahl dieser Hindernisse identifiziert und bewertet diese Arbeit konkrete Vorschläge zur Auflösung. Hierfür bietet wird ein Stufenplan als Lösungsansatz angeboten, der sowohl effizienzsteigernde und disruptive Komponenten beinhaltet als auch soziokulturelle Aspekte wie eine Offenheit für Veränderung, die Bereitschaft Vorurteile zu hinterfragen und einen engen Wissensaustausch aller Verantwortlichen des Bauwesens. Ergänzend zeigt die Arbeit Detailausprägungen eines möglichen künftigen Systems industrieller Vorfertigung auf, weist auf relevante Themenfelder entlang des Lebenszyklus eines Bauprojekts hin und beleuchtet Einflüsse sowie Konsequenzen übergreifender Thesen.Diese Forschungsarbeit richtet sich als anwendungswissenschaftliche Studie an alle Baubeteiligten und Forschenden. Verantwortliche Entscheidungsträger*innen können die vorgeschlagenen und bewerteten Maßnahmen in der Praxis anwenden und spezifisch anpassen, um die industrielle Vorfertigung im deutschen Geschosswohnungsbau zu etablieren.

The demand for housing in German metropolitan areas remains high and cannot be met by the current supply. Like the entire construction industry, the prevalent solid construction method in multi-story residential construction has low labor productivity. Industrial prefabrication in multi-story residential construction represents an opportunity to improve productivity and thus address the high demand in residential construction. In 2018, only 2.2% of completed solid residential buildings in Germany were industrially prefabricated. There was no increase in 2019 either. Existing literature discusses general obstacles to industrial prefabrication, mainly within timber construction, sets requirements for modern residential construction, and recommends emerging construction technologies. However, the literature does not consider the specifics of industrial prefabrication in the context of multi-story solid residential construction. Further, to establish industrial prefabrication in solid construction, there is a lack of specific recommendations and its evaluation by experts.This doctoral thesis aims to identify suitable measures for establishing industrial prefabrication in the German market and presenting it as an equal alternative to conventional construction. Given this aim, the thesis uses a mixed method consisting of a logical-deductive and empirical-inductive approach. Based on a literature review and 12 expert interviews, this thesis presents 16 measures for establishing industrial prefabrication in Germany. Subsequently, 61 respectively 30 experts evaluate these measures regarding effectiveness and feasibility in two rounds of a Delphi survey. Further, they suggest preconditions for each measure.During data collection, it became clear that several obstacles prevent the adoption of industrial prefabrication. These obstacles pertain to legal standards, the VOB regulations, the interface between planning and production, the lack of knowledge about industrial prefabrication, and the socio-cultural context. For most of these obstacles, this thesis identifies and evaluates specific recommendations for dissolving these obstacles. To this end, this thesis offers a step-by-step solution plan, which includes efficiency-increasing and disruptive components, as well as socio-cultural aspects such as an openness to change, the willingness to question prejudices, and knowledge exchange between stakeholders of the construction industry. Further, the thesis proposes detailed characteristics of a possible future industrial prefabrication system, points out relevant topics along the life cycle of a construction project, and highlights influencing factors and consequences of overarching theses.As an applied scientific study, this doctoral thesis addresses both researchers and practitioners of the construction industry. Responsible decision-makers can apply and adapt the proposed and evaluated measures in practice in order to establish industrial prefabrication in German multi-story residential construction.