Haustech 4/2019

Beim Holzbau ist die Zukunft digital

(Foto: Danijela Lizatovic)
Paolo D'Avino /

Das Bauen mit Holz hat sehr viele Vorteile. Deshalb wird es als Rohstoff wiederentdeckt. Aus ökologischen und nachhaltigen, aber auch aus gestalterischen Gründen. Bei Erne AG Holzbau hat die digitale Zukunft längst Einzug gehalten, wie Thomas Wehrle im Gespräch erklärt.

Herr Wehrle, Erne AG Holzbau wurde kürzlich vom Holzkurier, einem internationalen Wirtschaftsmagazin, zum Holzbauunternehmen des Jahres 2019 gewählt. Wie stufen Sie eine solche Auszeichnung ein?

Die Auszeichnung freut uns. Die Wertschätzung, die man erfährt, ist gross. Das steht ausser Frage. Persönlich stufe ich diese Prämierung hoch ein. Zum einen deshalb, weil wir uns nicht aktiv mit einer Projekteingabe darum bemüht haben. Zum anderen zeigt uns die Auszeichnung, dass sich die Arbeit und der Einsatz in neue Technologien lohnen. Der Holzbau lebt.

Holz als Baumaterial ist also nicht totzukriegen.

Es wächst ja auch nach! (Lacht) Der Holzbau holt mächtig auf, nicht weil mehr gebaut wird, sondern weil wir feststellen, dass Investoren und Bauherren das Baumaterial wieder für sich entdeckt haben. Aus Gründen der Nachhaltigkeit, aber auch, weil Holz einige Vorteile hat, die der Massivbau nicht bietet.

Wie erklären Sie sich diese Popularität?

Holz hat viele Vorteile. Für mich ist es das Baumaterial, das am meisten architektonische Flexibilität verspricht. Zudem kann es schnell verarbeitet werden, weil Holz trocken verbaut wird. Heute ein nicht zu unterschätzender Faktor, will man ein Haus so schnell wie möglich hochziehen. Die Holzbauweise leistet auch einen guten Beitrag zur CO2-Einsparung, und bei Erne steht die Kombinationsvielfalt von Holz mit anderen Materialien wie Beton, Stahl oder Glas im Fokus. Auch punkto Brandschutzvorschriften gelten seit Januar 2015 für den Holzbau verbesserte Rahmenbedingungen, gerade im mehrgeschossigen Bauen. Mit unseren Systemlösungen und der industriellen Vorfertigung sind wir für Industrie- und Objektbau sehr leistungsfähig. Dazu kommt, dass wir dank der Integration von Haustechnik, Schreiner-
arbeiten, Innenausbau und dem Servicedienst ein umfassendes Leistungspaket und damit Qualität-,   Kosten- und Terminsicherheit bieten können.

Eine Preisfrage ist es also nicht?

Das sagt man dem Holzbau immer nach, doch Holz muss nicht teurer sein als andere Baumaterialien. Die Voraussetzung dabei ist, dass bei einem Projekt von Anfang in Holz gedacht, geplant und gebaut wird. In diesen Kosten sind von der Herstellung der Baumaterialien bis hin zu Rückbau und Entsorgung alle anfallenden Leistungen enthalten. Vom Entwurf bis zur Realisierung. Das hängt mit unserer modularen Bauweise und der hohen Vorfertigungsstufe zusammen, mit der wir bereits in der Planungs- und Entwurfsphase die meisten Detailfragen abklären. Das führt zu weniger Ungereimtheiten, was die Produktivität und die Qualität auf dem Bau erhöht.

Dann arbeitet Erne in allen Bauphasen mit?

Genau. Als Entwicklungs- und Realisierungspartner begleiten wir den Kunden ab der ersten Idee bis zur Umsetzung als General- und Totalunternehmen. Wir vereinen in der Holz-Systembauweise eine grosse Erfahrung, bei der wir auf Spezialisten im Planen, Fertigen und Bauen von Gebäudelösungen zählen können. Wenn nicht mit eigenen Fachleuten, dann mit Partnern aus Architektur, Planung und HLK. Anders wären so komplexe Bauprojekte wie in Rotkreuz, wo auf dem Areal Suurstoffi in Zusammenarbeit mit Burkhard Meyer Architekten das Holzhochhaus im Holzhybridbau entstand, nicht möglich.

Nicht nur das Holzhochaus, sondern auch die Dachkonstruktion im Arch-Tec-Lab der ETH Zürich sorgte 2015 für ein grosses Echo.

In der Tat. Es war unser erstes robotergefertigtes Holzdach, zu 99,5 Prozent digital gefertigt. Das war auch der Anspruch der ETH als Bauherr, denn wenn in einem Gebäude künftig über die Auswirkungen des digitalen Bauens geforscht wird, musste das Labor entsprechend auch digital gefertigt sein. Die ETH sondierte den Schweizer Markt und wollte, bevor sie das Projekt ausschrieb, von uns wissen, ob wir in der Lage wären, ein komplett digital gefertigtes Holzdach zu liefern.

Offenbar waren Sie das?

2011, als uns die ETH die Vision eines Forschungs-
labors für digitale Fabrikation präsentierte, gab es noch keine konkreten Vorstellungen, wie ein solches Labor dereinst aussehen sollte. Aus der Distanz betrachtet sind für mich heute drei Faktoren entscheidend, dass wir letztendlich den Zuschlag für das Holzdach erhalten haben.

Welche sind das?

Zum einen ist es das Baumaterial selbst, denn Holz ist sehr flexibel in den Gestaltungsmöglichkeiten. Der hohe Automatisierungsgrad, den wir mit unseren modularen Bausystemen damals schon hatten, war ein zweiter Grund. Zumindest war es eine gute Basis für den digitalen Bau. Als letzten Punkt möchte ich noch erwähnen, dass der hohe Vorfertigungsgrad für vereinfachte Abläufe in der Planungsphase wie dann später auch auf der Baustelle sorgt. Ein wesentlicher Vorteil, denn in nur vier Monaten Montagezeit fügten  wir die Deckenkonstruktion aus fast 50 000 Holz-
latten zusammen. Der Roboter hat dann das geschwungene Dach in sechs Monaten vorgefertigt.

War es eine bewusste Ausrichtung des Unternehmens auf robotergesteuerte Fertigung?

Damals sicherlich nicht. Wir verfolgten ein anderes Konzept, denn wir gingen davon aus, dass ein hoher Automatisierungsgrad das Gleiche sei wie eine robotergestützte Fertigung. Unsere Multifunktions-
brücke konnte damals nur bis zu neun Lagen des Trägers fertigen. Schon die ersten Entwürfe der ETH gingen weit über diese Dimensionen hinaus. Verlangt waren für das Forschungslabor deren 24. Wir hätten damals wohl drei Bauteile mit je acht Lagen gezimmert und diese dann zu einem Träger zusammengefügt. Doch das war nicht ganz im Sinne der Idee der ETH.

Was denn?

In etwa zur gleichen Zeit, als wir uns mit der Dachkonstruktion der ETH beschäftigten, setzten wir 
uns intern damit auseinander, wie wir neben den 
Dach- und Deckenkonstruktionen auch die Wandfertigungen automatisieren könnten. An der internationalen Holzbau-Messe in Hannover sind wir auf die Robotik aufmerksam geworden, die ETH hat uns dann mit dem Unternehmen Güdel in Langenthal vernetzt, das uns ein Konzept präsentierte, Wände mit einem Portalroboter zu bauen. Die Firma Güdel hatte zu diesem Zeitpunkt schon ein Konzept für das Robotic Fabrication Lab der ETH erarbeitet, daher die Verknüpfung ETH-Güdel-Erne.

Und mit diesem Konzept für die Wandfertigung kam auch die schlagartige Erkenntnis, dass dies auch für solche Dachkonstruktionen möglich wäre?

Genau so hat es sich abgespielt. Wenig später lag auch das entsprechende Konzept für eine Dachkonstruktion auf dem Tisch. Das Unternehmen Güdel trug wesentlich dazu bei, dass wir die Voraussetzungen und den Anspruch der ETH für eine robotergefertigte Bauweise erfüllen konnten.

Stiess die robotergefertigte Bauweise intern auf Widerstand?

Wir haben uns in der Geschäftsleitung die Köpfe heiss geredet, wie wir das schonend unseren Mitarbeitenden beibringen wollen. Letztendlich mussten wir weniger Überzeugungsarbeit leisten, denn mit der Produktion des Holdzdachs für das Arch-Tec-Lab sahen die Mitarbeitenden, was mit einem Roboter alles machbar ist. Die zwei Roboter haben sechs Monate lang ununterbrochen rund 50 000 Holzlatten zu einem rund 2300 Quadratmeter grossen Gewebe geschnitten, genagelt und geformt, das so von Menschenhand und in dieser Perfektion nie möglich gewesen wäre. Vom Lehrling bis zur Geschäftsleitung war jedem klar, dass eine solche Bauweise die 
Zukunft sein würde. Robotergefertigte Bauweisen sehen unsere Mitarbeitenden heute nicht nur als technische Herausforderungen, sondern auch als gestalterische Ergänzung.

Das nächste Projekt war schliesslich das DFAB House auf dem NEST-Gebäude. Das weltweit erste Haus, das weitgehend mit digitalen Prozessen entworfen, geplant und gebaut wurde. Wie muss man sich das vorstellen?

Das DFAB House im NEST ist eine Weiterent
wicklung des Arch-Tec-Lab. Dort war die Bauweise vergleichbar mit einem 3D-Druck. Der Roboter schichtete Lage um Lage aneinander. Im DFAB House arbeitete der Roboter hingegen dreidimensional. 
An einem Krangerüst unter der Hallendecke im RFL (Robotic Fabrication Lab) der ETH sind Roboterarme montiert. Sie funktionieren, wie wir das von der Automobilindustrie her kennen. Mehrgliedrige Roboterarme packten die bereitliegenden Holzbauelemente, schnitten diese zu, erledigten alle Bohr- und Fräsarbeiten und positionierten  diese im Raum bzw. in den Modulen. Das Robotersystem im RFL hat die ETH selbst entwickelt. Wir als Partner haben 
im Rahmen des Forschungsprojekts KTI «Spatial 
Timber Assemblies» am Prozessverständnis 
zwischen Architektur und digitaler Fertigung mit der ETH Zürich zusammengearbeitet.

Eine erstaunliche Entwicklung, zumal der Holzbau bisher als sehr traditionelle Branche gilt. Wird das die Zukunft im Holzbau sein?

Da kann ich Ihnen nicht widersprechen. «Spatial Timber Assemblies» ist ein innovativer, roboterbasierter Vorfabrikationsprozesses für Holzrahmenbau-Module. Durch diese programmierbare Architektur eröffnen sich neue Perspektiven, so kann man zum Beispiel eine optimale Planungsqualität sicherstellen.

Beschäftigt Erne heute auch Arbeitskräfte, die nicht eine klassische Holzausbildung haben?

Das ist so. Die digitale Fertigung und Planung setzt voraus, dass wir uns auf verlässliche Konzepte verlassen wollen und müssen, die ineinander greifen. Das Know-how holen wir uns ins Haus. So haben wir beispielsweise eine eigene Haustechnik-Abteilung, die uns zu verstehen hilft, wie wir in unseren Baumodulen und Systemen die Holzbauweise mit den Gewerken der Haustechnik verknüpfen.

Was ist denn Ihre Rolle in den Arbeitsprozessen?

Ich bin Schnittstelle für externe und interne Ansprechpartner, und ich wachse durch die Erfahrungen mit der Digitalisierung und der Robotisierung immer mehr zum digitalen Menschen heran. Aktuell setzen wir unseren Fokus auf die Digitalisierung im ganzen Customer-Journey-Prozess. Ebenso versuchen wir, unser Know-how externen Partnern wie Architekten und Fachplanern, mit denen wir zusammenarbeiten, näherzubringen Die Kommunikation ist enorm wichtig, im Zeitalter von BIM und Digitalisierung umso mehr, zumal wir erst am Anfang des ganzen Digitalisierungsprozesses stehen.

Wie muss man das verstehen?

Unsere Hoffnung ist, dass mit dem digitalen Bauen Fehler bereits in einer Planungsphase erkannt und ausgemerzt werden, und nicht erst auf der Baustelle, wenn es zu spät ist. Lassen Sie mich das am Beispiel des Schulhauses in Frankfurt erklären. Die Vorfertigung und die Hauptplanung erfolgt am Produktionsstandort in Stein AG. Erst wenn die etwa 350 Holzbauelemente vorgefertigt sind, kommen diese auf die Baustelle vor Ort. Und das sind für das Schulhaus komplette Raumzellenelemente, die je fast 19 Meter lang und 20 Tonnen schwer sind. Natürlich überwacht ein Bauleiter von uns vor Ort den Ausbaustandard, doch das Gros der Arbeit erfolgt in der Schweiz.

Wir führen das Gespräch vor Ihrem Referat, 
das Sie am 15. IGE Planerseminar halten werden. Der Titel lässt darauf schliessen, dass die Digitalisierung Schwerpunkt Ihrer Ausführungen ist.

Genau. Uns ist es wichtig aufzuzeigen, wie mit der Digitalisierung die Planungsprozesse verbessert werden können, um damit in den verschiedenen Bauphasen von Anfang an Fehler zu vermeiden. Durch unsere Modulbauweise und dem hohem Grad an Vorfertigung, aber auch durch Kombination von Holz mit anderen Baumaterialien sind wir auf eine gute und aufeinander abgestimmte Planung und Ausführung angewiesen. Stellen Sie sich vor, wir würden Holzbauelemente auf die Baustelle liefern, die nicht zusammenpassen. Wir müssen dafür sorgen, dass am Schluss der Kette dem Facility Management ein Gebäude überlassen werden kann, das allen Ansprüchen gerecht wird.

Digitalisierung als Treiber?

Davon sind wir überzeugt. Auch aufgrund der Erfahrungen, die wir mit der Automatisierung, mit BIM und der Robotik bisher gemacht haben. Ich werde am Referat auch eine Beta-Version unserer neuen digitalen Plattform vorstellen, bei der wir Elemente wie digitale Produktion, digitales Facility Management oder digitale Planung miteinander verknüpfen. In der Vernetzung, oder in der Industrie 4.0, liegt die Zukunft des Bauwesens.

Holz bleibt also ein Evergreen?

Daran glauben wir. Auch in der Kombination mit anderen Baumaterialien ergeben sich neue Möglichkeiten, wie wir das zum Beispiel mit dem momentan in Bau befindliche Parkhaus an unseren Produktionsstandort in Stein umsetzen. Anstelle von Stahl setzt Erne bei diesem dreigeschossigen Gebäude auf Holz und Beton. Wir werden bei diesem Gebäude zwei Jahre testen, wie die Baumaterialien aufeinander wirken. Auch die CO2-Bilanz haben wir mit Nachhaltigkeitsberechnungen gemacht und viele andere Detaillösungen gesucht. Wir wollen die Vorteile der einzelnen Baumaterialien ausloten, und unsere Erfahrungen den Planern und Architekten weitergeben.