Unsere Arbeit: Case Strabag x DAYONE

Die Baubranche ist aktuell für rund 40 % der globalen Emissionen verantwortlich. Um diesen Anteil schnell zu reduzieren, müssen die CO₂-Emissionen über den gesamten Lebenszyklus hinweg betrachtet werden. Insbesondere die sogenannten grauen Emissionen, die unter anderem bei der Herstellung von Baustoffen anfallen, stellen ein Problem dar.

Als führender Bautechnologiekonzern plant STRABAG bis 2040 auf eine klimaneutrale Wertschöpfungskette umzustellen. Das Unternehmen setzt dabei auf Building Information Modeling (BIM) und andere datengetriebene Vorgehensweisen. Gemeinsam mit DAYONE wurde ein nutzerzentrierter Prototyp entwickelt. So können Nutzer:innen Neubau- und Sanierungsprojekte anhand verschiedener Parameter konfigurieren und deren Lebenszyklus-Emissionen vergleichen. Dadurch positioniert sich das Unternehmen nicht nur erneut als treibende Kraft der Bauwende – Generatives Design wird für die komplette Baubranche anfassbar.

Ausgangslage und Herausforderung

Um die Klimakrise einzudämmen und die Pariser Klimaziele einzuhalten, müssen besonders energie- und CO₂-intensive Industrien ihre Arbeitsweisen verändern. So auch die Baubranche.

Laut einem Bericht der vereinten Nationen aus dem Jahr 2020 gehen 38% der globalen Klimagase auf die Baubranche zurück. Allein die Produktion von Zement macht dabei 7 % der globalen Emissionen aus. Dieser ist Hauptbestandteil von Beton – einem der wichtigsten Baustoffe und dementsprechend eine große Stellschraube vor dem Hintergrund der Bauwende.

Das zeigen auch die Zahlen. Seit 1990 hat sich die absolute Menge der durch Zement verursachten CO₂-Emissionen verdreifacht, von knapp 500 Millionen Tonnen auf über 1.600 Millionen Tonnen pro Jahr.

Lebenszyklus-Emissionen und "Graue Energie"

Gebäude verursachen Emissionen, z. B. durch Bewirtschaftung, Strom und Heizenergie. Doch der Verbrauch von „grauer Energie“, die für die Extraktion und Verarbeitung von Rohstoffen sowie den Transport von Menschen, Material und Maschinen benötigt wird, fällt deutlich mehr ins Gewicht.

Für die Bilanzierung des Energieverbrauchs über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes ist die Berücksichtigung von grauer Energie entscheidend. So kann es etwa energetisch sinnvoller sein, ein bestehendes Gebäude zu entkernen und zu sanieren, statt es abzureißen und an seiner Stelle ein neues Gebäude zu bauen.

Um Bauvorhaben klimaneutral zu gestalten, müssen CO₂-Emissionen durch Bau und Herstellung der Baustoffe also kalkuliert und während Planung und Bau unbedingt berücksichtigt werden. Das stellt die gesamte Baubranche vor planerische Herausforderungen.

Der Anspruch: STRABAG wird zur treibenden Kraft der Bauwende

Als einer der führenden Bautechnologiekonzerne in Deutschland und Europa hat STRABAG es sich zum Ziel gemacht, bis zum Jahr 2040 eine klimaneutrale Wertschöpfungskette mit ökologisch verträglichen Bauweisen zu etablieren.

STRABAG hat dazu vier Handlungsfelder identifiziert: CO₂-Emissionen, Materialien und Abfall, Lieferketten sowie der Blick auf den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes. Mittels Digitalisierung und datengetriebener Vorgehensweisen will STRABAG seine Bauvorhaben mit Betrachtung des gesamten Lebenszyklus planen und so die nachhaltige Bauwende aktiv vorantreiben.

Ein wichtiger Baustein dafür ist das Building Information Modeling, kurz BIM. Mit ihm kann eine digitale Simulation des gesamten Bauvorhabens erstellt werden, um bereits in der Planungsphase den Energiebedarf und die CO₂-Emissionen des Gebäudes zu optimieren.

So lassen sich eine Vielfalt von Gebäude-Konfigurationen anhand zahlreicher Parameter definieren, deren Emissionen antizipieren und über den gesamten Lebenszyklus miteinander vergleichen. Um dieses Vorgehen umzusetzen, braucht es Software-Lösungen, die große, dezentrale Teams vernetzen und über lange Zeiträume effiziente Informationsflüsse ermöglichen. Als Experte für nutzerzentriertes Design digitaler Geschäftsmodelle, Produkte und Services übernimmt DAYONE dabei die Konzeption der User Experience einer solchen Software-Lösung. Mittels eines ersten Prototyps wird erfahrbar gemacht, wie sich das Tool anfühlen soll und welche technischen und fachlichen Herausforderungen es gibt.
Bei der Umsetzung des Prototyps steht uns erneut Hybrid Heroes als Entwicklungspartner zur Seite.

User Flow

Start

Auswahl der Objekte zwischen Neubau oder Bestandsgebäude

Flächenangabe

Auf dem Tablet wird die Nettofläche des Neubaus via Slider angegeben.

Neubau Optionen

Der User wählt in den nächsten 4 Schritten verschiedenen Konstruktions-Arten aus. Der Ergebnis-Screen zeigt in Echtzeit die Energiesparpotenziale an.

Auswertung

Das Tablet zeigt die zusammengefassten Einsparpotentiale an, während der Ergebnis-Screen deine detaillierte Ansicht mit Spinnen-Matrix einblendet.

Nutzerzentriertes Vorgehen durch DIaaS®

Mithilfe unseres studioeigenen Vorgehensmodells DIaaS® werden unsere Kund:innen zu Teammitgliedern. So haben wir co-kreativ und kooperativ miteinander gearbeitet und unsere Denk- und Arbeitsweisen geteilt. Ziel war es, mit einem kleinen und flexiblen Team schnell zu Ergebnissen zu kommen. Dazu haben wir vier Phasen von DIaaS® eingesetzt.

Mehr über Design Innovation erfahren

Phase 1: Analyse

In der ersten Phase legen wir gemeinsam die Grundlage für eine erfolgreiche Zusammenarbeit. In diesem Fall nehmen wir die Anforderungen entgegen und sprechen mit einer Reihe von Expert:innen von STRABAG, um die Branche und deren Herausforderungen zu verstehen.

Phase 2: Ideation

Wie können wir die Wichtigkeit und gleichzeitig die Komplexität der Betrachtung von Lebenszyklus-Emissionen erfahrbar und begreifbar machen? Auf Basis dieser Frage umreißen wir erste Ideen, um schlussendlich bei folgender Lösung anzukommen:

Wir konzipieren ein digitales Tool, um Neubau- und Sanierungsprojekte mithilfe von generativem Design konfigurierbar und deren Lebenszyklus-Emissionen visuell begreifbar zu machen.

Phase 3: Design

In diesem Schritt untersuchen wir verschiedene User Journeys und visuelle Gestaltungsansätze unter Berücksichtigung der Markenidentität des Konzerns.

Das Ergebnis ist eine Weiterentwicklung der Marke mit Fokus auf deren Anwendbarkeit im digitalen Raum und in User Interfaces. Außerdem wurden zwei User Journeys definiert, welche die Konfiguration eines Neubaus und Sanierung von Bestandsgebäuden darstellen.

Phase 4: Validation

Im Rahmen der Fachmesse für Immobilien und Investitionen Expo Real 2022 wurde der Prototyp mit dem anwesenden Fachpublikum getestet. Hier konnten wir das Feedback von rund 50 Expert:innen sammeln und so nicht nur die das Potential des Tools ermitteln, sondern auch zur Positionierung von STRABAG als Treiber der Bauwende beitragen.

In der nächsten Phase kann der Prototyp unter Berücksichtigung des Feedbacks als Blaupause dienen: Die Entwicklung einer integrierten Softwarelösung rückt näher.

Durch nutzerzentrierte Gestaltung machen wir komplizierte Zusammenhänge einfach verständlich.

Gemeinsam mit den Expert:innen von STRABAG haben wir einen ersten Prototyp entwickelt, mit dem Neubau- und Sanierungsprojekte mittels verschiedener Parameter konfiguriert und Emissionen visuell begreifbar und vergleichbar gemacht werden.

Die Gestaltung des Tools lädt die Nutzer:innen aktiv zur Interaktion ein. Komplizierte Zusammenhänge von Lebenszyklus-Emissionen, verwendetem Material und Konfigurationen eines Gebäudes werden sichtbar und intuitiv verständlich. Diese Einfachheit ist entscheidend für das Ziel, nachhaltige Veränderungen in den Planungs- und Bauphasen anzustoßen und zu verankern.

So wird der Mehrwert der Generativen Design Methode im Kontext des Building Information Modelling (BIM) unmittelbar erlebbar. Und damit die Ambitionen von STRABAG, durch langjährige Branchenerfahrung und umfassendem Know-how als Innovationsantrieb der Bauwende aufzutreten.

Strabag - Messeapplikation

Mit generativem Design und intuitiver User Experience komplexe Zusammenhänge verständlich machen