Erweiterung des Value Chain Digital Model (VCDM): Vom Kiefernholz-Prototyp zur systemischen Einsicht

Übersetzt mit ChatGPT Nach der erstmaligen Einführung des von der Bauhütte 4.0 entwickelten Value Chain Digital Model (VCDM) präsentiert das Projekt DiKieHo mit der Ausstellung auf der  BAU 2025 in München seine jüngste Weiterentwicklung und vertieft die Verbindung zwischen digitaler Innovation und regionalem biobasiertem Bauen. In enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IPK, dem Fraunhofer WKI, der Technischen Universität Berlin, Max Holzbau und Playze Timber stärkt diese neue Iteration die Rolle von Kiefer als lokalem, zukunftsfähigem Baustoff in Berlin-Brandenburg.

Ein digitaler Zwilling der Kiefer-Wertschöpfungskette

Im Zentrum des DiKieHo-Modells (Digitale Wertschöpfungskette für den Kieferbasierten Holzbau) steht die Simulation einer umfassenden Kiefer-Wertschöpfungskette – von der Materialauswahl über die robotergestützte Fertigung bis hin zur finalen Gebäudezusammenstellung. Die Kiefer, die in der Region Berlin-Brandenburg reichlich vorhanden und bisher untergenutzt ist, wird als klimaschonende Alternative im Übergang zu einer zirkulären Bauweise positioniert.

Das auf Power BI basierende Modell baut auf dem ursprünglichen VCDM auf und ist nun in drei miteinander verbundene Module unterteilt:

1. Fertigung: Simulation der Produktion von Kiefernholz-Paneelen

Das erste Modul visualisiert den industriellen Produktionsprozess von vorgefertigten Paneelen aus Kiefernholz. Es ermöglicht den Nutzern:

• Paneelkonfiguration: Anpassung der Abmessungen, Anzahl der Einheiten und Auswahl der Energiequellen (z. B. Wind, Solar, fossile Brennstoffe).

• Verfolgung des robotergestützten Workflows: Darstellung jedes Fertigungsschritts – Rahmenbau, Dämmung, Beplankung, Wenden und Fertigstellung – entsprechend der realen Logik in einer Holzfabrik.

• Messung von KPIs:

  • Energiebedarf (kWh)

  • Material- und Arbeitskosten (€)

  • Produktionszeit

  • Treibhauspotenzial (GWP) (kg CO₂e) aus Material- und Energieverbrauch

Durch die Modellierung von Kiefer in Paneelformaten spiegelt dieses Modul wider, wie einheimisches Holz durch industrialisierte Methoden skaliert werden kann.

2. Demonstration: Ein digitaler Zwilling einer gebauten Kiefer-Einheit

Das zweite Modul zeigt einen realen Demonstrator, der während des Projekts mit mehrschichtigen Kieferkomponenten gebaut wurde. Hier können Nutzer:

• Bauelemente auswählen: Wände, Decken, Fenster und Innenlagen

• Materialschichten ein- und ausblenden: Materialien wie OSB, Gipskarton, Holzfaserplatten und C24-Kiefer individuell erkunden

• Umweltdaten analysieren:

  • GWP/m³ pro Material

  • Biogene Kohlenstoffspeicherung durch Massivkiefer

  • Materialbezogene Volumina und Gesamtauswirkungen (A1–A3)

Die Kiefer spielt hier eine zentrale Rolle im Kohlenstoffhaushalt – sie bietet nicht nur strukturelle Stärke, sondern auch erhebliche Kohlenstoffspeicherung. Die Aufschlüsselung zeigt, wie die Materialwahl auf Komponentenebene die Umweltauswirkungen verändert.

3. Gebäude: Gesamtsystem-Zusammenstellung und vergleichende Entscheidungsfindung

Im dritten Modul skaliert das Modell von der Wandeinheit auf die gesamte Gebäudehülle. Es ermöglicht den Nutzern, Materialsets für jede strukturelle Schicht zu kombinieren und zwei Konfigurationen nebeneinander zu vergleichen, um Folgendes zu bewerten:

• Materialverteilung über Holz, Mineralien, Glas und synthetische Kategorien

• Gesamtes GWP von der Wiege bis zum Werkstor (A1–A3)

• Kosten pro Bauelement

Die Benutzeroberfläche betont die Kiefer als eine praktikable Alternative in Fassaden-, Decken- und Trennwandsystemen. Ein Vergleich zeigt, wie der Ersatz durch Kiefernelemente gegenüber mineralischen oder synthetischen Materialien zu einer Reduktion von über 1 Million kg CO₂e führt – was ihr Potenzial zur Dekarbonisierung des Mainstream-Baus demonstriert.

Auf dem Weg zu einem regional verankerten Holzbau-Ökosystem

Diese aktualisierte VCDM-Version visualisiert nicht nur Daten – sie integriert den Wald in die Fabrik, indem sie die Verfügbarkeit und Leistung der lokalen Kiefer in Design- und Investitionsentscheidungen übersetzt. Mit Unterstützung von MAX Holzbau und Playze Timber deren Designforschung Architektur mit ökologischer Beschaffung verbindet, zeigt dieses Modell, wie Kiefer aus Berlin-Brandenburg als Grundstein einer regional verankerten Holzwirtschaft dienen kann.

Durch die Verknüpfung von robotergestützter Fertigung, Materialdatenbanken und Klimawirkungsanalysen schafft DiKieHo ein Werkzeugset, das Disziplinen von der Forstwirtschaft und Fertigung bis hin zur Architektur und Stadtplanung verbindet. Es ist ein Schritt in Richtung digitales, dekarbonisiertes Bauen, das nicht nur möglich, sondern auch praktisch und lokal ist.

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