Jena - Die Anforderungen der Universität Jena an ihre Gebäude wachsen: Forschung und Lehre müssen zukunftsfähige, flexibel nutzbare und nachhaltige Strukturen aufweisen.

Neben rund 130 Bestandsgebäuden tragen zahlreiche Neubauprojekte dazu bei, die Universität Jena weiterhin erstklassig zu entwickeln. Dabei ist der Zeitplan eng, da die Fördermittel von Bund und Land für die Bauvorhaben an zeitliche Fristen gekoppelt sind. Jeweils rund 20 Millionen Euro investieren das Bundesministerium für Bildung und Forschung und der Freistaat Thüringen in den Bau des neuen Forschungsgebäudes MCJ: "Die großzügige Unterstützung des Bundes, des Freistaats Thüringen und der Friedrich-Schiller-Universität ermöglicht es uns, für unseren Exzellenzcluster ein Forschungsgebäude zu schaffen, das Begegnungen und Synergien fördert. Dadurch wachsen Universität und außeruniversitäre Institute weiter zusammen und bilden die Basis für ein weltweit sichtbares Zentrum der Spitzenforschung", sagt Prof. Dr. Kirsten Küsel, Sprecherin des Exzellenzclusters "Balance of the Microverse".

Spitzenforschung made in Jena

Das MCJ soll das räumliche Herzstück des Exzellenzclusters "Balance of the Microverse" (Gleichgewicht im Mikroversum) werden - einem Forschungsnetzwerk, das die Zusammensetzung sowie Kommunikation und Interaktion mikrobieller Gemeinschaften untereinander und mit ihrer Umwelt in den Mittelpunkt stellt. Insgesamt wird das MCJ für 170 Wissenschaftler:innen und 30 nichtwissenschaftliche Mitarbeitende ausgelegt sein. Das von hks Architekten entworfene Gebäude bietet die notwendige Infrastruktur für neue und bestehende Professuren, mehrere Nachwuchsforschergruppen sowie das Microverse Imaging Center und die Geschäftsstelle des Exzellenzclusters. Nachhaltige Elemente wie eine Holzfassade, große Wärmespeicher und eine Photovoltaikanlage mit integriertem Gründach sorgen für eine hohe Energieeffizienz.

BIMxLean in der Praxis

Die Bauverantwortlichen der Universität wollen Mehrwerte für die Planung, Realisierung und den späteren Gebäudebetrieb erreichen. Zu diesem Zweck wird das Projekt unter Vorgaben der digitalen Projektbearbeitung als BIMxLean-Pilotprojekt mit Lean-Ansätzen geplant. Die Lean-Philosophie zielt darauf ab, alle Formen von Verschwendung, Fehlern und unnötigen Kosten zu vermeiden, indem sie sich an den Bedürfnissen der Kunden orientiert und die Prozesse kontinuierlich verbessert - eine Methode, die der Erfinder des Toyota-Produktionssystems Taiichi Ohno in den 1950er Jahren entwickelte. Mit BIM werden alle relevanten Daten eines Bauobjekts digital modelliert, kombiniert und erfasst, um eine optimierte Planung, Ausführung und Bewirtschaftung zu ermöglichen.

Neben der Projektsteuerung unterstützt Drees & Sommer bei der Implementierung der beiden Methoden. Nacharbeiten, unnötige Wartezeiten sowie Arbeitskraft- und Materialverschwendung gehören mit BIMxLean der Vergangenheit an. Der Lean-Gedanke verfolgt den Ansatz, über den Bauablauf hinweg das gesamte Gebäude in logische Abschnitte aufzuteilen und diese auszuführen. Das Ziel ist ein optimaler Prozessplan, damit die Baustelle von sogenannten Gewerkezügen - einer festen Aneinanderreihung von bestimmten Gewerken - gleichmäßig, also im Fluss, durchlaufen werden kann. Schwachstellen und Risiken können so frühzeitig aufgedeckt und neu priorisiert werden. Anhand einer Gesamtprozessanalyse wird der Projektablauf noch vor Baustart wochengenau durchdacht - Lean Construction Management (LCM) wird dieser Ansatz genannt.

"Bei LCM kommt vor allem der ganzheitlichen Projektplanung mit allen Beteiligten ein besonderer Stellenwert zu. Ziel ist es, die Kommunikation zwischen den einzelnen Gewerken zu optimieren und frühzeitig zu starten. Mit dieser Methode sind wir auf der Baustelle um fast ein Drittel schneller in den Abläufen gegenüber dem traditionellen Vorgehen", erklärt BIM- und Lean-Experte Stephan Hösemann von Drees & Sommer. So kann selbst bei Engpassressourcen, wenn beispielsweise zu wenig Baumaterial geliefert wurde, dank LCM eine Auslastung von mehr als 85 Prozent sichergestellt werden.

Alles im Takt

Um die Synergien zu heben, die sich durch eine Kombination von BIM und Lean ergeben, setzen die Planer des Uni-Neubaus auf eine separate Plattform und die passende Software: Mit LCM Digital, einer webbasierten kollaborativen Planungs- und Steuerungslösung, wird der Planungs- und Bauprozess gesamtheitlich transparent und digital planbar. Die cloudbasierte Plattform big, in der sämtliche Daten eines Gebäudes hinterlegt sind, ermöglicht es, die beiden Prozesslandschaften von LCM und BIM in übergeordneten Datensätzen zusammenzufassen. Änderungen im Terminplan können jederzeit und für alle Projektbeteiligten transparent über die Plattform dargestellt und kommuniziert werden.

Von Big Data zu Smart Data

Das Sammeln der taktbereichsbezogenen Ergebnisse in einem zentralen Tool war eine der wesentlichen Anforderungen für das Bauvorhaben der Universität Jena, um Redundanzen zu eliminieren und keine Datensilos entstehen zu lassen. Die gesammelten Daten sollten schnell auswertbar sein und die Kommunikation im Planungs- und Bauausführungs-Prozess transparenter, schneller und schlanker werden, um größtmögliche Akzeptanz und Nutzen zu erreichen. Die Kombination von BIM und Lean ermöglicht eine hohe Qualitätssicherung in der Planung und auf der Baustelle. Die gesammelten Daten sind nicht nur für Dokumentations- und Archivierungszwecke hilfreich, sondern auch für den späteren Lebenszyklus der Immobilie: Das ist ein großer Mehrwert, von dem das Facility Management des Forschungsneubaus im Betrieb profitieren wird.

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