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3. Internationaler Kongress<br />

HolzBau | Technik & Wirtschaft (HTW)<br />

19./20. März 2025, Memmingen, Deutschland<br />

Geschäftsmodelle I Prozesse I Digitalisierung I<br />

Logistik I Automatisierung I Klebetechnik I Strategien


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Inhalt<br />

Mittwoch, 19. März 2025<br />

HOLZBAU heute<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau Erfolgsfaktoren für die Branche 11<br />

Martin Kohnle, Lignum Consulting, Kupferzell, Deutschland<br />

Pascal Inauen, Lignum Consulting, Appenzell, Schweiz<br />

Materialwirtschaft in der Kreislaufwirtschaft<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt 25<br />

Jörg Hamburger, HOMAG Plattenaufteiltechnik, Calw-Holzbronn, Deutschland<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft 35<br />

Jens Mönnekemeyer, Mönnekemeyer, Neuenkirchen, Deutschland<br />

Kreislaufwirtschaft<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten 47<br />

Prof. Josef Steretzeder, Lindner Group, Arnstorf, Deutschland<br />

Block A1<br />

Produktion – einfach und effizient<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden 59<br />

Benjamin Fankhauser, woodtec Fankhauser, Pfaffnau, Schweiz<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen 69<br />

Georg Nef, Vögeli Holzbau, Kleindöttingen, Schweiz<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung 77<br />

Thomas Koster, TechnoWood, Alt St. Johann, Schweiz<br />

Block B1<br />

Mit Kostenplanung zum wirtschaftlichen Erfolg<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen<br />

von Holzbauten im Neubau 87<br />

Dr. Martin Moesl, BKI, Stuttgart, Deutschland<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe<br />

die Gewinnmargen steigern 103<br />

Joshua Brett, timberleicht, Kehl, Deutschland<br />

Donnerstag, 20. März 2025<br />

Block A2<br />

Logistik in der Produktion<br />

Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbundbereich 113<br />

Rainer Auerbacher, Hans Hundegger, Hawangen, Deutschland<br />

Industriell Denken (Vergleich Beton/Holzbau) Gemeinsamkeiten und Unterschiede 119<br />

Christian Prilhofer, Prilhofer Consulting, Freilassing, Deutschland<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung 125<br />

Stephan Zürcher, ecoholz, Winterthur, Schweiz


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Block A3<br />

BIM2Field – Revolution in der Baustellenmontage<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass 133<br />

Matthias Weidinger, Laserscanning Bayern, Türkheim, Deutschland<br />

Tachymetrie im Holzbau – perfekte Baustellen-Montage durch lückenlosen<br />

digitalen Datenfluss 141<br />

Rainer Abt, cadwork informatik, Sindelfingen, Deutschland<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten? 149<br />

Henning Artmann, Hilti Deutschland, Kaufering, Deutschland<br />

Block B2<br />

Prozessoptimierung dank Digitalisierung<br />

Digitalstrategie von Unternehmen – 161<br />

Erfahrungen aus dem Projekt «Plattform Wald & Holz 4.0»<br />

Prof. Norbert Winterberg, Berner Fachhochschule, Biel/Bienne, Schweiz<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung 173<br />

David Weizsäcker, hsbcad, Kaufbeuren, Deutschland<br />

Wie BIM beim Planen von Holzbau hilft! 179<br />

Gerd Prause, Prause Holzbauplanung, Lindlar, Deutschland<br />

Block B3<br />

Potentiale und Massnahmen zur Verbesserung<br />

der Wertschöpfungskette in einem Holz(bau)unternehmen<br />

Die SAWBOX – eine Revolution im Rundholzeinschnitt? 187<br />

Miriam Unterrainer, Holzbau Unterrainer, Ainet, Österreich<br />

Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen 195<br />

Michael Steilner, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Karlsruhe, Deutschland<br />

Einfacher Holzbau dank smarter Energietechnik 201<br />

Michael Schär, schaerholzbau, Altbüron, Schweiz<br />

HOLZBAU morgen<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 209<br />

Stefan Böhm, Holzbau.tech, Rosenheim, Deutschland<br />

Transformation in Richtung Additive im Holzbau 219<br />

Dr. Alexander Kawalla-Nam, Reichenbacher Hamuel, Dörfles-Esbach, Deutschland<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung 223<br />

Dario Schmid, ERNE Holzbau, Laufenburg, Schweiz


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Moderatoren<br />

Alversammer Wolfgang<br />

Technische Hochschule Rosenheim<br />

Hochschulstrasse 1<br />

83024 Rosenheim, Deutschland<br />

+49 8031 805 23 81<br />

wolfgang.alversammer@th-rosenheim.de<br />

Prof. Germerott Uwe<br />

Berner Fachhochschule<br />

Solothurnstrasse 102<br />

2504 Biel/Bienne, Schweiz<br />

+41 32 344 03 50<br />

uwe.germerott@bfh.ch<br />

Prof. Dr. h.c. Köster Heinrich<br />

Technische Hochschule Rosenheim<br />

Hochschulstrasse 1<br />

83024 Rosenheim, Deutschland<br />

+49 8031 805 120<br />

heinrich.koester@th-rosenheim.de<br />

Prof. Dr. Kraler Anton<br />

Universität Innsbruck<br />

Technikerstrasse 13<br />

6020 Innsbruck, Österreich<br />

+43 512 507 632 06<br />

anton.kraler@uibk.ac.at<br />

Ritterbach Carsten<br />

FORUM HOLZBAU<br />

Bahnhofplatz 1<br />

2502 Biel/Bienne, Schweiz<br />

+43 664 380 49 34<br />

carsten.ritterbach@forum-holzbau.com<br />

Ass. Prof. Dr. Schauerte Tobias<br />

Linnaeus University<br />

Lückligsplats 1<br />

351 95 Växjö, Schweden<br />

+46 470 708 824<br />

tobias.schauerte@lnu.se<br />

Dr. Schuster Sandra<br />

Technische Universität München TUM<br />

Arcisstrasse 21<br />

80333 München, Deutschland<br />

+49 8928 925 493<br />

sandra.schuster@tum.de<br />

Prof. Winterberg Norbert<br />

Berner Fachhochschule<br />

Solothurnstrasse 102<br />

2504 Biel/Bienne, Schweiz<br />

+41 32 344 17 74<br />

norbert.winterberg@bfh.ch<br />

Referenten<br />

Abt Rainer<br />

cadwork informatik Software GmbH<br />

Lavesstrasse 4<br />

31137 Hildesheim, Deutschland<br />

+49 7031 876 090<br />

abt@cadwork.de<br />

Artmann Henning<br />

Hilti Deutschland AG<br />

Hiltistrasse 2<br />

86916 Kaufering, Deutschland<br />

+49 170 853 03 17<br />

hanshenning.artmann@hilti.com<br />

Auerbacher Rainer<br />

HANS HUNDEGGER AG<br />

Kemptener Strasse 1<br />

87749 Hawangen, Deutschland<br />

+49 8332 923 310 13<br />

r.auerbacher@hundegger.com<br />

Böhm Stefan<br />

holzbau.tech GmbH<br />

Frühlingstrasse 32a<br />

83022 Rosenheim, Deutschland<br />

+49 8031 271 55 60<br />

stefan.boehm@holzbau.tech<br />

Brett Joshua<br />

ModuGen GmbH<br />

Hanauerlandstrasse 23<br />

77694 Kehl, Deutschland<br />

joshua@modugen.de<br />

Fankhauser Benjamin<br />

woodtec Fankhauser GmbH<br />

Gewerbe Brunnmatt 6<br />

6264 Pfaffnau, Schweiz<br />

+41 62 752 95 80<br />

benjamin.fankhauser@woodtec.ch


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Hamburger Jörg<br />

HOMAG Plattenaufteiltechnik GmbH<br />

Holzmastrasse 3<br />

75365 Calw-Holzbronn, Deutschland<br />

+49 7053 694 02 22<br />

Joerg.Hamburger@homag.com<br />

Haußmann Marwin<br />

EGGER Holzwerkstoffe Wismar GmbH & Co. KG<br />

Am Haffeld 1<br />

23970 Wismar, Deutschland<br />

+49 170 907 67 19<br />

marwin.haussmann@egger.com<br />

Inauen Pascal<br />

Lignum Consulting GmbH<br />

Brülisauerstrasse 30<br />

9050 Appenzell/Steinegg, Schweiz<br />

+49 7944 941 970<br />

p.inauen@lignum-consulting.ch<br />

Dr. Kawalla-Nam Alexander<br />

Reichenbacher Hamuel GmbH<br />

Rosenauer Strasse 32<br />

96487 Dörfles-Esbach, Deutschland<br />

+49 9561 599 116<br />

alexander.kawalla-nam@reichenbacher.de<br />

Kohnle Martin<br />

Lignum Consulting GmbH<br />

Am Wasserturm 23<br />

74635 Kupferzell, Deutschland<br />

+49 7944 941 970<br />

m.kohnle@lignum-consulting.de<br />

Dr. Koppelhuber Jörg<br />

KOPPELHUBER² und Partner consulting<br />

engineers & architects ZT OG<br />

Sporgasse 11<br />

8010 Graz, Österreich<br />

+43 316 812 467<br />

joerg@koppelhuber-partner.at<br />

Koster Thomas<br />

TechnoWood AG<br />

Horb 5<br />

9656 Alt St. Johann, Schweiz<br />

+41 71 997 04 00<br />

thomas.koster@technowood.ch<br />

Prof. Dr. Linner Thomas<br />

Ostbayerische Technische Hochschule<br />

Regensburg<br />

Rudolf-Vogt-Strasse 16<br />

93053 Regensburg, Deutschland<br />

+49 941 943 94 33<br />

thomas.linner@oth-regensburg.de<br />

Meibert Thomas<br />

GROPYUS Technologies GmbH<br />

Hauptstrasse 27<br />

10827 Berlin, Deutschland<br />

+49 7262 254 35 11<br />

thomas.meibert@gropyus.com<br />

Prof. Menges Achim<br />

ICD - Institut für Computerbasiertes Entwerfen<br />

und Baufertigung / Universität Stuttgart<br />

Keplerstrasse 11<br />

70174 Stuttgart, Deutschland<br />

+49 7116 858 19 20<br />

achim.menges@icd.uni-stuttgart.de<br />

Mönnekemeyer Jens<br />

Mönnekemeyer GmbH<br />

Erlenstrasse 3<br />

48485 Neuenkirchen, Deutschland<br />

+49 5973 946 10<br />

moennekemeyer@hm-lufttechnik.de<br />

Dr. Mösl Martin<br />

BKI GmbH<br />

Seelbergstrasse 4<br />

70372 Stuttgart, Deutschland<br />

+49 7119 546 54 49<br />

moesl@bki.de<br />

Nef Georg<br />

Vögeli Holzbau AG<br />

Grossacherstrasse 6<br />

5314 Kleindöttingen, Schweiz<br />

+41 56 268 00 53<br />

nef@voegeli-holzbau.ch<br />

Prause Gerd<br />

Prause Holzbauplanung GmbH & Co. KG<br />

Sülztalstrasse 84<br />

51789 Lindlar, Deutschland<br />

+49 2266 901 89 01<br />

g.prause@holzbauplanung.de


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Prilhofer Christian<br />

Prilhofer Consulting GmbH & Co. KG<br />

Muenchener Strasse 1<br />

83395 Freilassing, Deutschland<br />

+49 8654 690 80<br />

cp@prilhofer.com<br />

Schär Michael<br />

schaerholzbau ag<br />

Kreuzmatte 1<br />

6147 Altbüron, Schweiz<br />

+41 62 917 70 84<br />

michael.schaer@schaerholzbau.ch<br />

Schmid Dario<br />

ERNE AG Holzbau<br />

Werkstrasse 3<br />

5080 Laufenburg, Schweiz<br />

+41 62 869 81 81<br />

dario.schmid@erne.net<br />

Steilner Michael<br />

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)<br />

Otto-Ammann-Platz 5<br />

76131 Karlsruhe, Deutschland<br />

+49 7216 084 53 17<br />

michael.steilner@kit.edu<br />

Prof. Steretzeder Josef<br />

Lindner Group KG<br />

Bahnhofstrasse 29<br />

94424 Arnstorf, Deutschland<br />

+49 8723 202 251<br />

Josef.Steretzeder@Lindner-Group.com<br />

Unterrainer Miriam<br />

Holzbau Unterrainer GmbH<br />

Schlaitenerstrasse 2<br />

9951 Ainet, Österreich<br />

+43 485 352 460 15<br />

miriam@holzbau-unterrainer.at<br />

Dr. Watanabe Shiro<br />

Ostbayerische Technische Hochschule Regensburg<br />

Rudolf-Vogt-Strasse 16<br />

93053 Regensburg, Deutschland<br />

+49 941 943 94 33<br />

shiro.watanabe@extern.oth-regensburg.de<br />

Weidinger Matthias<br />

Laserscanning Bayern GmbH<br />

Fasanenweg 23<br />

86842 Türkheim, Deutschland<br />

+49 174 373 28 86<br />

info@laserscanning.bayern<br />

Weizsäcker David<br />

hsbcad GmbH<br />

Schelmenhofstrasse 1a<br />

87600 Kaufbeuren, Deutschland<br />

+49 8389 922 890<br />

david.weizsaecker@hsbcad.com<br />

Prof. Winterberg Norbert<br />

Berner Fachhochschule<br />

Solothurnstrasse 102<br />

2504 Biel/Bienne, Schweiz<br />

+41 32 344 17 74<br />

norbert.winterberg@bfh.ch<br />

Zürcher Stephan<br />

ecoholz GmbH<br />

Pfaffenwiesenstrasse 111<br />

8404 Winterthur, Schweiz<br />

+41 44 555 85 42<br />

sz@ecoholz.ch


Mittwoch, 19. März 2025<br />

HOLZBAU heute


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen 1<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau<br />

Erfolgsfaktoren für die Branche<br />

Martin Kohnle<br />

Lignum Consulting<br />

Kupferzell, Deutschland<br />

Pascal Inauen<br />

Lignum Consulting<br />

Appenzell, Schweiz<br />

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2<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen 3<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau<br />

Erfolgsfaktoren für die Branche<br />

Die Holzbauquote in den DACH-Regionen steigt, die Projekte werden immer größer und<br />

komplexer. Der Holzbau steht daher vor großen Chancen und Herausforderungen zugleich.<br />

Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die zentralen Erfolgsfaktoren, die für die Zukunftsfähigkeit<br />

dieser Unternehmen entscheidend sind. Es werden Aspekte wie Kundenorientierung,<br />

strategische Positionierung, effiziente Prozesse, Digitalisierung, Automatisierung,<br />

qualifiziertes Personal und Kooperationen beleuchtet. Ziel ist es, aufzuzeigen, welche Hebel<br />

Unternehmen nutzen können, um ihre Wettbewerbsfähigkeit nicht nur zu sichern, sondern<br />

nachhaltiges Wachstum in einer zukunftsorientierten Branche zu erzielen.<br />

Grundsätzlich kann zwischen drei Unternehmensgruppen unterschieden werden. An einem<br />

Ende steht die handwerkliche Zimmerei, am anderen der industrielle Serienfertiger. Dazwischen<br />

befinden sich die Holzbauunternehmen, die sich aus Zimmereien weiterentwickelt<br />

haben und zunehmend industrielle Strukturen annehmen. Unser besonderes Augenmerk<br />

liegt auf dieser mittleren Gruppe.<br />

Handwerkliche<br />

Zimmereien<br />

Holzbauunternehmen<br />

Industrieller<br />

Serienfertiger<br />

Unternehmensgröße klein mittel groß<br />

Projekte / Vertrieb regional inter-/national national<br />

Individualisierbarkeit<br />

/ Varianz<br />

hoch mittel gering<br />

Produktionsmenge gering mittel hoch<br />

1. Kundenorientierung<br />

Ein erster Erfolgsfaktor ist die Kundenorientierung. Diese ist weit mehr als die bloße Erfüllung<br />

von Kundenwünschen. Sie ist eine strategische Haltung, die eine tiefgehende Auseinandersetzung<br />

mit den Bedürfnissen und Erwartungen der Kunden erfordert.<br />

Ein zentrales Element der Kundenorientierung ist die Zugewandtheit – eine authentische,<br />

aufrichtige Hinwendung zum Kunden, die echtes Interesse und Engagement zeigt. Unternehmen<br />

müssen nicht nur zuhören, sondern aktiv auf die Anliegen ihrer Kunden eingehen<br />

und eine echte Beziehung aufbauen. Dies kann sich beispielsweise durch eine schnelle<br />

Reaktion auf Kundenanliegen ausdrücken.<br />

Darüber hinaus spielt die emotionale Entfaltung eine entscheidende Rolle. Es geht darum,<br />

Angebote und Interaktionen nicht nur funktional, sondern auch emotional ansprechend zu<br />

gestalten. Kunden schätzen durchdachte Lösungen, die nicht nur ihren praktischen Nutzen<br />

erfüllen, sondern auch visuell und inhaltlich begeistern.<br />

Ein weiterer Faktor ist die Lernbereitschaft. Erfolgreiche Unternehmen sind in der Lage,<br />

kontinuierlich aus Kundenfeedback und Marktveränderungen zu lernen und sich flexibel an<br />

neue Anforderungen und Rahmenbedingungen anzupassen. Dies erfordert Offenheit für<br />

Veränderungen und die Bereitschaft, interne Strukturen und Prozesse dynamisch weiterzuentwickeln.<br />

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Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2. Strategische Positionierung<br />

Eine fundierte strategische Positionierung ist essenziell für den langfristigen Erfolg eines<br />

Unternehmens. Sie trägt dazu bei, die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken, indem sie klare<br />

Alleinstellungsmerkmale definiert und die Ressourcen des Unternehmens optimal ausrichtet.<br />

Bei der Entscheidung für oder gegen eine strategische Stoßrichtung ist es wesentlich,<br />

sowohl die aktuelle Wettbewerbsstärke des Unternehmens als auch die zukünftige Attraktivität<br />

des Marktes zu bewerten. Stoßrichtungen können z.B. sein:<br />

‒ Fokussierung auf bestehende oder neue Geschäftsfelder wie z.B.<br />

Rechenzentren, Hochhäuser, Brücken, etc.<br />

‒ Fokussierung auf bestehende oder neue Leistungen wie z.B. Beratung,<br />

Architektur, Brandschutz, Schallschutz, Produktion, Montage etc.<br />

‒ Rückwärtsintegration (in Richtung Rohstoff) wie z.B. Herstellung<br />

Holzbauprodukte wie Brettstapel bis zurück zum Einschnitt von Rundholz<br />

‒ Die Vorwärtsintegration (in Richtung Kunde) kann z.B. den Erwerb attraktiver<br />

Grundstücke mit anschließender Überbauung aus eigener Fertigung beinhalten.<br />

‒ Differenzierung durch neue Konstruktionen, Bauweisen, Materialien oder<br />

Materialkombinationen wie z.B. Holz-Beton, Holz-Lehm, Holz-Stroh, etc.<br />

‒ Kostenführer durch das Anbieten der günstigsten Lösung auf dem Markt<br />

Im Rahmen der strategischen Positionierung stehen Unternehmen häufig vor der Entscheidung,<br />

ob sie sich als Spezialist oder Generalist ausrichten sollen. Beide Ansätze bieten<br />

unterschiedliche Chancen und Risiken, die je nach Marktumfeld, Unternehmensgröße und<br />

Zielsetzung variieren können.<br />

Spezialist<br />

Chancen<br />

Risiken<br />

‒ Können sich als Experten in einem klar definierten Bereich positionieren und<br />

dadurch höhere Margen erzielen.<br />

‒ Ein enger Fokus fördert die Entwicklung innovativer Lösungen, da Ressourcen<br />

gezielt auf Forschung und Entwicklung eines Kernbereichs gelenkt werden.<br />

‒ Spezialisierung ermöglicht es, Prozesse zu optimieren und Skaleneffekte in<br />

einem bestimmten Bereich zu nutzen.<br />

‒ Ein starker Fokus kann gefährlich sein, wenn sich der Markt oder die<br />

Nachfrage negativ entwickelt.<br />

‒ Übermäßige Fokussierung kann zu einem «Tunnelblick» führen, bei dem disruptive<br />

Innovationen übersehen werden.<br />

‒ Die Wachstumschancen sind oft auf die gewählte Nische begrenzt.<br />

Generalist<br />

Chancen<br />

Risiken<br />

‒ Mehrere Geschäftsfelder gleichen mögliche Verluste in einzelnen Bereichen<br />

aus.<br />

‒ Die Möglichkeit, sich schnell an Marktveränderungen oder neue Trends<br />

anzupassen, ist deutlich größer.<br />

‒ Unterschiedliche Bereiche können voneinander profitieren, etwa durch geteilte<br />

Ressourcen, Know-how oder Technologien.<br />

‒ Eine breite Aufstellung ermöglicht den Eintritt in verschiedene Märkte und<br />

Zielgruppen.<br />

‒ Mehrere Geschäftsfelder erhöhen die Anforderungen an das Management<br />

und die interne Koordination.<br />

‒ Zu breite Diversifikation kann dazu führen, dass das Unternehmen seine<br />

spezifische Expertise verliert.<br />

‒ Es kann schwieriger sein, Effizienzgewinne zu realisieren, da Ressourcen auf<br />

verschiedene Bereiche verteilt werden.<br />

‒ Unternehmen laufen Gefahr, in vielen Bereichen aktiv zu sein, aber in keinem<br />

wirklich führend.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen 5<br />

3. Effiziente Prozesse und Abläufe<br />

Der Zwang zur Differenzierung gegenüber dem Wettbewerb führt dazu, Kunden mit reichlich<br />

Möglichkeiten zur Individualisierung ihres Bauvorhabens zusätzlichen Nutzen zu verheißen.<br />

Dies führt jedoch oft zu einer zunehmenden Komplexität in der Abwicklung. Die zentrale<br />

Frage lautet daher: Wie lässt sich Komplexität vermeiden oder beherrschbar machen,<br />

sodass effizienter gearbeitet werden kann?<br />

3.1. Den Weg zur Effizienz ebnen<br />

Der Vorfertigungsgrad ist grundsätzlich ein wesentlicher Hebel zur Effizienz- und Produktivitätssteigerung<br />

im Holzbau. Ein hoher Vorfertigungsgrad bzw. das «Vorproduzieren»<br />

von ganzen Bauelementen, Produkten und Modulen im Werk verfolgt dabei mehrere Ziele:<br />

‒ Schnelle Realisierungszeiten auf der Baustelle. Die Elemente/ Module lassen ein<br />

chronologisch geplantes Bauen nach dem «Taktprinzip» erst zu. Diese Taktzeiten sind<br />

im Vorfeld bewertbar und kalkulierbar. Die Montageplanung lässt sich somit verlässlich<br />

planen und realisieren.<br />

‒ Risikominimierung und geringere Abhängigkeit von unvorhersehbaren<br />

Rahmenbedingungen – wie z.B. der Wetterlage.<br />

‒ Konstante hohe Qualitätsstandards über den gesamten Engineering- und<br />

Fertigungsprozess hinweg.<br />

‒ Ergonomie für Mitarbeitende. Wetter- und witterungsunabhängiges Arbeiten in<br />

definierten Klimabedingungen.<br />

‒ Planbare (pünktliche) Logistik- und Warenströme von und zu der Baustelle vor allem<br />

bei Sonder- und Spezialtransporten. Entsprechende Beladungen der Fahrzeuge in<br />

Ablade- Sequenz erlauben eine JIT und JIS-Belieferung der Baustellen.<br />

Dabei ist zu beachten, dass von Beginn an so geplant wird, dass die Elemente und Module<br />

sowohl einfacher zu fertigen als auch leichter zu montieren sind. Die Methodik des «DfMA<br />

– Design for Manufacturing and Assembly» verfolgt genau dieses Ziel.<br />

3.2. Effizient in der Produktion<br />

Verschwendungen in den Prozessen sollten grundsätzlich eliminiert und der Anteil an wertschöpfenden<br />

Tätigkeiten maximiert werden. Analysen und Optimierungsmaßnahmen sollten<br />

stets beim Flaschenhals beginnen, da hier die größte Wirkung erzielt wird.<br />

In diesem Zusammenhang fällt auf, dass es in der Elementfertigung oftmals keine Trennung<br />

zwischen Wertschöpfung und Logistik gibt. Mitarbeitende an den Montagetischen<br />

müssen Material selbst aus verschiedenen Lagerplätzen holen, was zu unnötigen Wegen<br />

und Unterbrechungen führt. Effiziente Materiallogistik bedeutet, dass Bauteile/Material in<br />

der richtigen Menge, Qualität und Reihenfolge direkt an den Arbeitsplatz geliefert werden.<br />

So bleibt der Fokus der Mitarbeitenden auf der Wertschöpfung, während eine separate<br />

Logistikstelle die Materialbereitstellung für alle Arbeitsstationen übernimmt.<br />

Im Rahmen der kontinuierlichen Verbesserung auf operativer Ebene hat sich das sogenannte<br />

Shopfloor-Management als Führungsinstrument bewährt. Dieses zeigt die Art<br />

und Weise auf, wie Führungskräfte Entscheidungen treffen und ihre Gruppe oder Abteilung<br />

leiten. Das Shopfloor-Management besteht aus mehreren Elementen:<br />

‒ Wahrnehmung der Führungsverantwortung durch tägliche Zeit vor Ort mit dem Team,<br />

um Probleme frühzeitig zu erkennen und Maßnahmen einzuleiten.<br />

‒ Boards mit aussagefähigen Kennzahlen helfen, Abweichungen sichtbar zu machen und<br />

dienen als Basis für die Kommunikation.<br />

‒ Standardisierte Problemlösungsprozesse mit klar definierten Eskalationsstufen ermöglichen<br />

eine systematische Fehlerbehebung über alle Entscheidungsebenen hinweg.<br />

‒ Regelmäßige Überprüfung und Weiterentwicklung aller Standards (5S- Audit,<br />

Qualitätskontrolle, Arbeitssicherheit, etc.).<br />

‒ Durch festgelegte Kommunikationskaskaden wird definiert, wer wann mit wem über<br />

welche Themen spricht, um effiziente Entscheidungsprozesse zu gewährleisten.<br />

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Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Ein weiterer Hebel ist die Größe der Produktionslose:<br />

‒ Kleine Lose bieten den Vorteil, flexibel auf kundenindividuelle Anforderungen<br />

einzugehen und Durchlaufzeiten zu reduzieren – insbesondere bei Projekten mit hoher<br />

Variantenvielfalt. Nachteil ist ein höherer Verschnitt und höhere Rüstzeiten.<br />

‒ Große Lose eignen sich hingegen bei standardisierten Bauteilen (z.B. bei großen<br />

Wohnbauprojekten mit wiederkehrenden Elementen). Der Nachteil besteht darin, dass<br />

größere Lose eine komplexere Logistik und aufwendigere Sortierprozesse erfordern.<br />

So müssen die Bauteile nach dem Abbund sortiert und der Elementfertigung wieder<br />

bedarfsgerecht zugeführt werden. Durch Investitionen in Technologie kann das<br />

Sortieren und Bereitstellen jedoch auch automatisiert werden.<br />

3.3. Effizient auf der Baustelle<br />

Das Team von Projekt- und Baustellenleitern stellt gemeinsam mit den Montageteams vor<br />

Ort eine professionelle und effiziente Abwicklung sicher.<br />

«Lean Construction» beschreibt dafür einen integralen, kollaborativen Ansatz für die Planung,<br />

Gestaltung und Ausführung von Bauprojekten unter Einbindung aller Gewerke. Dabei<br />

gilt es klare Regeln und Rahmenbedingungen zu definieren und diese allen Beteiligten transparent<br />

sowie kurzzyklisch zu kommunizieren. Die wichtigsten Erfolgsfaktoren sind:<br />

‒ Kostentransparenz: Kostenblocker identifizieren und beseitigen, alle Kostenrisiken<br />

monitoren und kommunizieren, um Projektsicherheit zu gewährleisten.<br />

‒ Terminsicherheit: Laufende Überprüfung der Zeitplanung mit PLAN-IST-Abgleich, um<br />

Abweichungen und kritische Pfade frühzeitig zu erkennen und zu klären.<br />

‒ Standardisierte Abläufe und Vorgehensweisen bringen Routine und Sicherheit: Gerade<br />

bei individuellen, komplexen Bauvorhaben gilt es auf bewährte Methoden, Werkzeuge<br />

und Umsetzungsroutinen zu setzen. Die Nutzung von neuen Techniken unterstützt<br />

häufig diese «Standardisierung», da z.B. Software und Technologie gewisse<br />

«Zwangsflüsse» einfordert und somit Klarheit und Transparenz im Prozess schafft.<br />

‒ Kommunikation & Zusammenarbeit: Enge Abstimmung aller Beteiligten – vom<br />

Architekten bis zum Bauarbeiter – sorgt für reibungslose Abläufe.<br />

Die integrierende Projektabwicklung – oder die Vermeidung von Schnittstellen stellt<br />

ein signifikanter Bestandteil von Lean-Construction dar. Die Komplexität von Bau- und Immobilienprojekten<br />

sowie der Zeit- und Kostendruck nehmen stetig zu. Darunter leidet die<br />

Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen den einzelnen Beteiligten am Bauprojekt.<br />

Um hohe Kosten durch Fehler, Unklarheiten, Unstimmigkeiten oder Terminverzögerungen zu<br />

vermeiden, muss die Fragmentierung der Planungs- und Umsetzungsprozesse von Anfang<br />

an aufgehoben und durch eine effiziente Projektabwicklung (Projektsteuerung) geführt<br />

werden. Die technologische Grundlage für eine Kollaboration aller Beteiligten bildet der<br />

gemeinsame Einsatz von BIM (Building Information Modeling). Ebenso hilfreich ist eine<br />

zwischen allen Projektbeteiligten abgestimmte «Schnittstellenliste». Hier geht hervor, wer<br />

für welche Maßnahme bis wann verantwortlich ist und wo die gemeinsamen Schnittstellen<br />

definiert und bedient werden.<br />

Ein bewährter Spruch lautet «Die Bauplanung hat so lange Bestand, bis diese mit der Realität<br />

konfrontiert wird». Deshalb sind Flexibilität und Anpassungsfähigkeit elementare<br />

Eigenschaften des Projektmanagements:<br />

‒ Mängel- und Störungsmanagement: Es gilt die in der Praxis auftretenden Fehler<br />

konsequent aufzuarbeiten, Fehlersicherung zu betreiben, Feuerwehreinsätze zu<br />

vermeiden und dadurch Kosten, Kapazitäten, Nerven und Zeit zu sparen.<br />

‒ Gesetzliche Rahmenbedingungen wie Genehmigungsverfahren, Fristen, Einsprüche,<br />

Planänderungen, etc. gilt es ebenfalls mit aktivem und flexiblem Projektmanagement<br />

zu begegnen. Meilensteine im Gesamtprozess geben Orientierung bis wann Entscheidungen<br />

und Freigaben zu erfolgen haben. Ein Risikomanagement befasst sich mit<br />

Prävention sowie Gegenmaßnahmen, wenn diese kritischen Entscheidungspunkte oder<br />

Ungeplantes im Projektverlauf eintreten.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen 7<br />

4. Digitalisierung<br />

4.1. Datendurchgängigkeit<br />

Die Holzbauunternehmen haben durch den Einsatz von ERP-Systemen, CAD/CAM-Lösungen<br />

sowie modernen CNC- und Zuschnittanlagen bereits einen gewissen Automatisierungsgrad<br />

erreicht. Dennoch werden die Daten dieser Systeme meist in separaten, voneinander<br />

isolierten Dateien oder Datenbanken gespeichert. Dies führt zu kostspieligen und technisch<br />

anspruchsvollen Redundanzen und Inkonsistenzen, und erschwert dadurch den Datenaustausch<br />

erheblich. Oftmals lässt sich eine durchgängige Automatisierung nur durch den aufwändigen<br />

Aufbau von Schnittstellen zwischen verschiedenen Software- und Maschinenanbietern<br />

realisieren. Der Erfolgsfaktor besteht nun darin, eine nahtlose Datendurchgängigkeit<br />

zunächst innerhalb des eigenen Unternehmens zu etablieren und diese im nächsten<br />

Schritt auch auf externe Partner, wie Kooperationsunternehmen, ausdehnen zu können.<br />

4.2. Digitalisierung in der Produktion<br />

Bereits heute bietet die rasant fortschreitende Technologie zahlreiche Möglichkeiten und<br />

Werkzeuge, um die Effizienz zu steigern. Mixed Reality-Brillen lassen sich z.B. für das<br />

Positionieren und Montieren beim Zusammenstellen des Rahmenwerks in der Elementfertigung<br />

einsetzen. Das funktioniert, indem das ohnehin geplante digitale 3D-Modell mit der<br />

realen Welt überlagert wird und dem Mitarbeiter die Position der Bauteile in der realen<br />

Umgebung angezeigt wird. Damit entfällt im Gegensatz zu einem 2D-Plan der Zeitaufwand<br />

für das Interpretieren von Plänen und die Fehleranfälligkeit beim Interpretieren nimmt ab.<br />

Zudem ist kein Weg zum Plan hin mehr nötig. Als Alternative dazu kann auch ein Laserprojektor<br />

installiert werden, welcher die Bauteilpositionen über einen Laser von oben auf<br />

den Montagetisch projiziert. Tablets sind für diese Anwendung meist nicht geeignet, da<br />

diese zu klein und die Hände nicht frei sind. Bei industriellen Betrieben können dann auch<br />

Roboter oder vollautomatische Legestationen zum Einsatz kommen.<br />

4.3. Digitalisierung auf der Baustelle<br />

Die Baustellendokumentation ist bekanntlich sehr aufwendig und kann eine sehr große<br />

Bandbreite von Aufgaben beinhalten. Darunter fallen z.B. die Leistungserfassung von<br />

Personal, Material, Geräten und Maschinen, das Berichtwesen für Protokollierung, Bautagebuch,<br />

Tages- und Regieberichte, Arbeitssicherheit, Fotodokumentation, Mängelmanagement<br />

und Abnahmeprotokolle. Des Weiteren können auch Elemente aus dem Projektmanagement<br />

wie Steuerung und Überwachung der Bauprozesse und Bauzeitenpläne, Koordination<br />

von Mitarbeitenden und Abläufen sowie Aufgabenverteilung, Kommunikation<br />

und Datenaustausch mit internen und externen Beteiligten darunterfallen.<br />

Eine digitale Baustellendokumentation (Software) bietet eine Reihe von Vorteilen und rechnet<br />

sich meist schnell.<br />

Mixed-Reality-Brillen finden auch auf der Baustelle vielfältige Einsatzmöglichkeiten.<br />

So lassen sich dadurch einzelne Bauteile sowie statisch relevante Verbindungsmittel wie<br />

Winkel, Verschraubungen oder Klammern gezielt positionieren und montieren.<br />

Auf der Baustelle bietet Mixed-Reality einen besonderen Vorteil, da solche Elemente auf<br />

2D-Plänen oft nur schwer darzustellen, respektive zu erkennen sind. Die Montage der Teile<br />

kann zudem quittiert werden, sodass eine vollständige Montage aller Teile sichergestellt<br />

werden kann.<br />

Erfolgreiche Digitalisierung erfordert neben technologischen Investitionen häufig auch organisatorische<br />

Anpassungen und die Entwicklung entsprechender Kompetenzen innerhalb<br />

der Belegschaft.<br />

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8<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

5. Automatisierung<br />

Der angestrebte Automatisierungsgrad einer Fertigung ist maßgeblich von der gewählten<br />

Unternehmensstrategie abhängig. Bei Investitionsvorhaben sollten daher unterschiedliche<br />

Aspekte zur Beurteilung des optimalen Automatisierungsgrades betrachtet werden.<br />

5.1. Betrachtung Kosten<br />

Die technisch beste Maschinenlösung ist nicht zwingend die wirtschaftlich sinnvollste. Um<br />

den optimalen Automatisierungsgrad aus kostenseitiger Betrachtung zu ermitteln, können<br />

Personal- und Maschinenkosten gegeneinander abgewogen werden. Der optimale Automatisierungsgrad<br />

ist demnach der mit den geringsten Gesamtkosten pro Einheit wie lfm, m²,<br />

m³ oder Stück.<br />

Abbildung 1: Beziehung zwischen Automatisierungsgrad und Stückkosten<br />

Der Serienproduzent muss die Kosten besonders im Fokus haben. Wenn die Nachfrage<br />

sinkt, sinkt die Auslastung, und die Fixkosten (verursacht durch hohe Abschreibungen)<br />

verteilen sich auf eine geringere Menge. Folglich steigen die Stückkosten und der Wettbewerbsvorteil<br />

ist gefährdet. Eine hohe Automatisierung kann nur dann wirtschaftlich sein,<br />

wenn sie mit einer stabilen Marktnachfrage und einer ausreichenden Grundlast einhergeht.<br />

5.2. Betrachtung Flexibilität<br />

Für eine leistungsfähige Automatisierung ist die konsequente Standardisierung der zugrunde<br />

liegenden Prozesse von zentraler Bedeutung.<br />

Umfassen mein Produkteportfolio oder meine Projekte sehr unterschiedliche Bauweisen/Schichtaufbauten<br />

(hohe Variantenvielfalt), und lassen sich die Konstruktionen nur zu<br />

einem gewissen Grad standardisieren, wird eine durchgängige Automatisierung (mit starr<br />

verketteten Anlagenteilen) zu einem sehr komplexen und meist ineffizienten Unterfangen.<br />

Dafür sind eher Lösungen zu bevorzugen, welche Flexibilität in Hinblick auf Materialflussrichtung,<br />

Fertigungsreihenfolge und bearbeitbare Bauteilgröße zulassen.<br />

Zukünftig werden fahrerlose Transportsysteme auch im Holzbau vermehrt Einzug halten, um<br />

der benötigten Flexibilität in der Logistik (v.a. Materialbereitstellung) Rechnung zu tragen<br />

und gleichzeitig die Effizienz zu erhöhen.<br />

5.3. Betrachtung Fachkräfteverfügbarkeit<br />

Automatisierung kann helfen, dem Fachkräftemangel entgegenzuwirken. So sind zunehmend<br />

nicht mehr primär die Kosten im Vordergrund, sondern vielmehr der Fakt, keine<br />

Leute mehr zu finden. Allerdings muss berücksichtigt werden, dass für die Bedienung und<br />

Wartung der Anlagen auch Mitarbeitende entsprechend geschult werden müssen, respektive<br />

vorhanden sein müssen.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen 9<br />

6. Qualifiziertes Personal<br />

Der Einsatz von qualifizierten und erfahrenen Fachkräften im Holzbau ist unerlässlich, um<br />

eine hohe Ausführungsqualität, Wirtschaftlichkeit und Termintreue zu gewährleisten. Noch<br />

mehr als im Massivbau (vergleichbar mit dem Stahlbau) sind hier Spezialisten gefordert,<br />

die den Werkstoff Holz beherrschen und mit modernsten Technologien und Verfahren einen<br />

Holzbau aufrichten.<br />

6.1. Mitarbeitende binden<br />

Um Mitarbeitende langfristig zu binden, braucht es mehr als nur ein gutes Gehalt. Wertschätzung<br />

ist dabei ein zentraler Faktor. Lob für gute Arbeit, das Ernstnehmen von Meinungen<br />

sowie das Übertragen von Verantwortung schaffen ein Umfeld, in dem<br />

Mitarbeitende sich wirklich einbringen können. Die Förderung von Kreativität und Eigeninitiative<br />

stärkt nicht nur die Motivation, sondern auch die Innovationskraft des Unternehmens.<br />

Ein weiteres wichtiges Element ist die kontinuierliche Weiterentwicklung der Mitarbeitenden.<br />

Durch gezielte Aus- und Weiterbildungsangebote können Fähigkeiten ausgebaut und<br />

Talente gefördert werden. Auch die Förderung von Kollegialität trägt entscheidend zur Mitarbeiterbindung<br />

bei. Gemeinsame Sportaktivitäten, Teamevents oder regelmäßige Unternehmensanlässe<br />

schaffen Raum für Austausch, stärken das Miteinander und fördern eine<br />

positive Arbeitsatmosphäre.<br />

Nicht zuletzt spielen auch der Purpose, der Sinn und Zweck des Unternehmens, eine wichtige<br />

Rolle. Mitarbeitende wollen wissen, wofür sie arbeiten und wie ihr Beitrag zum großen<br />

Ganzen passt. Ein regelmäßiger Austausch und kontinuierliches Feedback – jenseits der<br />

klassischen Jahresgespräche – sorgen dafür, dass Mitarbeitende sich gehört und wertgeschätzt<br />

fühlen.<br />

6.2. Mitarbeitende finden<br />

Die Gewinnung neuer Talente ist genauso entscheidend wie die Bindung bestehender Mitarbeitender.<br />

Um sich als attraktiver Arbeitgeber zu positionieren, ist es wichtig, die Benefits<br />

klar zu kommunizieren. Zeigen Sie, was Ihr Unternehmen neben dem Gehalt zu bieten hat<br />

– seien es flexible Arbeitszeiten, Weiterbildungsangebote oder andere Vorteile, die die<br />

Lebensqualität der Mitarbeitenden verbessern.<br />

Kooperationen mit Bildungseinrichtungen bieten die Möglichkeit, junge Talente frühzeitig<br />

zu erreichen – etwa durch gemeinsame Praxisprojekte, Abschlussarbeiten oder Gastvorträge.<br />

Eine starke Medienpräsenz unterstützt dabei, die Attraktivität des Unternehmens<br />

nach außen zu tragen. Dies gelingt durch vielfältige Inhalte und Publikationen, die die<br />

Unternehmenskultur authentisch widerspiegeln.<br />

Besonders wirksam sind ein authentischer Online-Auftritt und die aktive Nutzung der neuen<br />

Medien. Eine ansprechend gestaltete Karriereseite mit Fotos, Videos und persönlichen<br />

Statements von Mitarbeitenden gibt potenziellen Bewerbern einen echten Einblick ins<br />

Unternehmen. Die Präsenz auf Social Media Plattformen sowie kreative Auftritte bei Karrieremessen<br />

runden die Maßnahmen ab und tragen dazu bei, die besten Talente für sich zu<br />

gewinnen.<br />

Mitarbeiterbindung und -rekrutierung sind keine einzelnen Maßnahmen, sondern ein kontinuierlicher<br />

Prozess, der im Alltag gelebt werden muss. Unternehmen, die hier mit Herz<br />

und Verstand handeln, sichern sich nicht nur die Loyalität ihrer Mitarbeitenden, sondern<br />

auch die Zukunft ihres Geschäfts.<br />

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10<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

7. Kooperationen<br />

Die zunehmende Größe und Komplexität von Holzbauprojekten stellen Unternehmen vor<br />

große Herausforderungen in der Abwicklung. Häufig fehlen ihnen die notwendigen Ressourcen<br />

und Kompetenzen für einen «Alleingang». Ein möglicher Lösungsansatz ist der<br />

Zukauf von Leistungen – wie den Lohnabbund von größeren Holzbauunternehmen oder<br />

Händlern.<br />

Kooperation, eine Alternative zum Alleingang oder dem reinen Outsourcing, ist die Zusammenarbeit<br />

mit anderen Unternehmen. Durch die abgestimmte Nutzung von Ressourcen<br />

und Kompetenzen lässt sich ein Wettbewerbsvorteil gegenüber Einzelakteuren erzielen.<br />

Chancen von Kooperationen<br />

‒ «Alles es einer Hand»<br />

‒ Erschließung neuer Marktsegmente<br />

‒ Vernetzung von Kompetenzen ermöglichen<br />

die Konzentration auf Stärken<br />

und eine Substitution von Schwächen<br />

‒ Verbesserung der Kapazitätsauslastung<br />

‒ Kosten- und Effizienzgewinne durch<br />

eingespieltes Team<br />

‒ Hohes Innovationspotential<br />

Risiken von Kooperationen<br />

‒ Verlust von Know-how an «Trittbrettfahrer»<br />

und/oder Gefahr der Stärkung<br />

eines Wettbewerbers<br />

‒ Flexibilitätseinbußen: Aufträge der<br />

Kooperationen gehen vor!<br />

‒ Zusätzlicher Kommunikations-,<br />

Abstimmungs- und Organisationsaufwand<br />

Eine Möglichkeit der Kooperation ist die Projektbasierte Zusammenarbeit zwischen<br />

Holzbauunternehmen mit anderen Bauunternehmen, Zulieferern oder Fachplanern. Als<br />

Beispiel haben sich für die Campuserweiterung der TH-Rosenheim (Holz-Beton Hydrid)<br />

Hochtief Infrastructure GmbH aus dem Massivbau und Rubner Holzbau GmbH zu einer<br />

ARGE zusammengeschlossen. Dadurch können die Kompetenzen gebündelt werden und<br />

der Kunde erhält alles aus einer Hand. Dadurch öffnen sich Holzbauern die Möglichkeit<br />

immer noch größere und komplexere Projekte zu realisieren.<br />

Eine Kooperation kann jedoch auch zum Ziel haben, Fachkräfte gezielt weiterentwickeln.<br />

So können gemeinsam Weiterbildungsprogramme für Führungskräfte oder Fachkräfte<br />

durchgeführt, oder auch Austauschprogramme für Best Practices aufgezogen werden.<br />

Unternehmenskooperationen bieten eine ideale Plattform zur Innovationsförderung.<br />

Durch den gezielten Austausch von Wissen, Technologien und Ressourcen können Partnerunternehmen<br />

ihre Entwicklungspotenziale erheblich steigern.<br />

Gemeinsame Forschungs- und Entwicklungsprojekte beschleunigen die Markteinführung<br />

neuer Produkte, während Synergieeffekte Kosten senken und Risiken verteilen. Dabei bilden<br />

Projekte mit Bildungs- und Forschungseinrichtungen zudem die Möglichkeit einer wissenschaftlichen<br />

Auseinandersetzung mit einem Thema und nicht selten resultieren daraus<br />

neue aufstrebende Spin-offs.<br />

Beispielsweise können mit Klebstoffherstellern neue Möglichkeiten im Ingenieurholzbau<br />

geschaffen werden, neue Produkte aus Recyclingmaterial entstehen oder durch geschickte<br />

Materialkombinationen die Ressource Holz und z.B. Beton noch effizienter eingesetzt werden.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Effizient und wirtschaftlich im Holzbau – Erfolgsfaktoren für die Branche | M. Kohnle, P. Inauen 11<br />

8. Fazit<br />

Die Zukunft des Holzbaus ist geprägt von Chancen, aber auch von wachsenden Herausforderungen.<br />

Unternehmen, die in dieser dynamischen Branche erfolgreich bestehen wollen,<br />

müssen gezielt an den richtigen Stellschrauben drehen. Die zentralen Erfolgsfaktoren –<br />

Kundenorientierung, strategische Positionierung, effiziente Prozesse, Digitalisierung, Automatisierung,<br />

qualifiziertes Personal und Kooperationen – bilden das Fundament für nachhaltiges<br />

Wachstum und Wettbewerbsfähigkeit.<br />

Eine klare strategische Ausrichtung, die sowohl Spezialisierung als auch die Vorteile einer<br />

breiteren Aufstellung berücksichtigt, entscheidet über den langfristigen Markterfolg.<br />

Gleichzeitig ermöglicht die effiziente Gestaltung von Prozessen entlang der gesamten Wertschöpfungskette<br />

– von der Planung über die Produktion bis hin zur Baustelle – eine Reduktion<br />

von Komplexität und eine Steigerung der Produktivität.<br />

Die Digitalisierung bietet enorme Potenziale, um Abläufe zu optimieren und die Zusammenarbeit<br />

zwischen allen Beteiligten zu verbessern. Unternehmen, die in moderne Technologien<br />

investieren und diese nahtlos in ihre Prozesse integrieren, verschaffen sich klare<br />

Wettbewerbsvorteile. Automatisierung sollte dabei nicht nur als Kostensenkungsmaßnahme,<br />

sondern muss auch als Antwort auf den Fachkräftemangel gesehen werden.<br />

Doch Technologie allein reicht nicht aus. Qualifizierte Fachkräfte sind und bleiben der<br />

Schlüssel zum Erfolg. Ihre Förderung, Wertschätzung und langfristige Bindung schaffen die<br />

Basis für Innovation und Qualität. Darüber hinaus bieten Kooperationen mit anderen Unternehmen,<br />

Forschungseinrichtungen und Bildungsträgern die Möglichkeit, Ressourcen zu<br />

bündeln, Kompetenzen zu erweitern und gemeinsam neue Märkte zu erschließen.<br />

Letztlich werden sich im Holzbau diejenigen behaupten, die Innovation mit Effizienz, Knowhow<br />

mit Kundenfokus und Zusammenarbeit mit einer klaren Strategie verbinden. Wer<br />

diese Erfolgsfaktoren gezielt in den Mittelpunkt seiner Unternehmensführung stellt, wird<br />

nicht nur den aktuellen Herausforderungen gewachsen sein, sondern die Zukunft des Holzbaus<br />

aktiv mitgestalten.<br />

9. Literatur<br />

[1] Osterwalder, A. (2023) Harvard Business manager Spezial 1/2023<br />

[2] Fueglistaller, U. (2019) KMU und konsequente Kundenorientierung. 2. Auflage. St. Gallen:<br />

KMU Verlag HSG.<br />

[3] Fust, A. (2021). KMU-Leitfaden zur Steigerung der Arbeitgeberattraktivität: mit effektivem<br />

Employer Branding und geeigneten Maßnahmen den Fachkräftemangel angehen.<br />

OBT & KMU-HSG<br />

[4] Becker, T. (2011). Netzwerkmanagement: mit Kooperation zum Unternehmenserfolg<br />

(3.überarbeitete und erweiterte Aufl.). Springer.<br />

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22


Materialwirtschaft in der Kreislaufwirtschaft


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger 1<br />

Erhöhung der Produktivität und<br />

Effizienz durch intelligenten<br />

Plattenvorzuschnitt<br />

Jörg Hamburger<br />

HOMAG Plattenaufteiltechnik GmbH<br />

Calw-Holzbronn, Deutschland<br />

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Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger 3<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz<br />

durch intelligenten Plattenvorzuschnitt<br />

1. Holzhausbau mit WEINMANN UND HOMAG – warum?<br />

1.1. Das bekannte Portfolio im Holzhausbau<br />

Bei sehr vielen Unternehmen in der Holzbaubranche ist die Verbindung zur HOMAG Group<br />

sicherlich zu einem großen Anteil über die Lösungen und Produkte der Firma WEINMANN<br />

Holzbausystemtechnik GmbH gegeben.<br />

Wie unten in der Abbildung 1 zu erkennen, erstreckt sich dies von Abbundanlagen, Montagetischen,<br />

Riegelwerk-Stationen und Multifunktionsbrücken bis hin zu Handling- und<br />

Lagersystemen für z.B. die Wand- und Elementfertigung. Ergänzt wird dies nicht nur durch<br />

verkettete Anlagen und Robotik-Lösungen, sondern auch durch die lösungsorientierte<br />

Beratung, die kundenspezifische Auslegung ihrer Gesamtlösung, die Integration von branchenspezifischer<br />

Software inklusive der notwendigen Schnittstellen und die dazugehörigen<br />

Trainings- und Weiterbildungsangebote der Weinmann Academy.<br />

Abbildung 1: Produktportfolioüberblick WEINMANN – Hausbau und Abbund<br />

1.2. Wo ist die Verbindung zum HOMAG Portfolio?<br />

Da Weinmann Teil der HOMAG Group ist, können wir unseren Holzhausbaukunden nicht<br />

nur die oben dargestellten Produkte und Lösungen bieten, sondern darüber hinaus auch<br />

noch die Produktportfolios in den Technologiebereichen Lager- und Beschicktechnik,<br />

Sägetechnologie und CNC-Nesting.<br />

27


4<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Produktportfolio<br />

Abbildung 2: Produktportfolio der Technologiebereiche Lager-Beschicktechnik, Säge und CNC-Nesting<br />

Die Anwendung dieser Produkte ist schon heute bei einigen Unternehmen der Branche ein<br />

wesentlicher Bestandteil des Produktionsablaufs im Plattenvorzuschnitt für die Beplankung<br />

von Wand- oder Deckenelementen.<br />

Dabei kann die Produkttreppe so genutzt werden, dass, je nach notwendiger Kapazität und<br />

Volumen, Automatisierungsgrad, Platzverhältnisse oder notwendiger Funktionen, die jeweilige<br />

Baureihe an die Anforderungen im Holzhausbau durch Optionsauswahl angepasst<br />

bzw. erweitert werden kann. Außerdem kann die Lösung sowohl eine Einzelmaschine aus<br />

den Technologiebereichen sein als auch eine Zelle in verschiedensten Konstellationen.<br />

Im Bereich Flächenlager / Beschicker umfasst das Portfolio:<br />

– STORETEQ F-100 – ein intelligentes Beschicksystem in Einachsausführung mit sehr<br />

flexiblen Konfigurationsmöglichkeiten, was die Aufstellung betrifft<br />

– STORETEQ P-300/P-500 – Flächenlager zur intelligenten und effizienten Plattenbewirtschaftung<br />

und -beschickung in Verbindung mit einer oder mehreren<br />

Bearbeitungsmaschinen<br />

– STORETEQ P-3x0/P-5x0 – Lagerfläche auf 2. Ebene oder auf beiden Ebenen, um die<br />

Hallenfläche bzw. -höhe maximal ausnutzen zu können<br />

– STORETEQ P-500 twin & dual – das Flächenlager mit 2 Brücken für maximale Leistung<br />

auf gleicher Fläche bei höheren Output- und Kapazitätsanforderungen<br />

Im Bereich Druckbalkensägen umfasst das Portfolio:<br />

‒ SAWTEQ S-100/S-2x0/S-3x0/S-4x0/S-5x0 – Einzelsägen mit und ohne Hubtisch, die<br />

optional erweitert werden können<br />

‒ SAWTEQ A310/410/510/610 – Winkelanlagen für den automatischen Plattenzuschnitt<br />

im Serien- und Massenzuschnittbereich inkl. automatischer Beschickung und manueller<br />

oder automatischer Abstapelung<br />

‒ flexTec-Baureihen – SAWTEQ-Maschinen für den automatisierten Zuschnitt (rein automatisch<br />

oder hybrid mit manuellem Zuschnitt) und in Kombination mit automatischem<br />

Auslauf oder vollautomatischer Abstapelung durch den integrierten Roboter<br />

Im Bereich CNC-Nesting umfasst das Portfolio:<br />

‒ CENTATEQ N-210/N-510 – Grundmaschinen der neuesten Nesting-Generation für den<br />

Zuschnitt und möglicher Zusatzbearbeitung mittels Fräs- und Bohrtechnik<br />

‒ Die Maschinen sind optional für die automatische Beschickung, automatischen<br />

Ausläufe oder Integration in ein Flächenlager oder Beschicksystem erweiterbar<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger 5<br />

1.3. Säge oder Nesting – wann ist welche Technologie sinnvoll?<br />

Die Entscheidung für eine Säge oder eine Nestingmaschine ist in der Möbelbranche heute<br />

nicht nur basierend auf den Vor- und Nachteilen der jeweiligen Technologie, sondern auch<br />

sehr stark vom persönlichen Eindruck und der Produktionsphilosophie des jeweiligen Kunden<br />

abhängig. Dennoch möchte ich im Zusammenhang mit dem Anwendungsgebiet Holzhausbau<br />

auf einige wesentliche qualitative Unterschiede der beiden Technologien eingehen bzw.<br />

diese kurz darstellen:<br />

Abbildung 3: Sägen und Nesting im Funktionsvergleich<br />

Welche Vor- und Nachteile ergeben sich in Verbindung mit CNC-Nesting:<br />

‒ Ein technologiebedingter, großer Vorteil, ist die Möglichkeit, dass Teile jeglicher Form<br />

per Fräser aufgeteilt werden können und dadurch voll Flexibilität besteht. Zudem ist<br />

auch das Fräsen von Steckdosen, Fenstern und ähnliches möglich.<br />

Abbildung 4: Nesting Schnittplan mit Formteilen (links) vs. Sägen Schnittplan mit rechteckigen Teilen<br />

‒ Ein weiterer technologiebedingter Vorteil ist, dass während der Dauer der Bearbeitung<br />

bzw. wenn das Abräumen von einem ausgeförderten Nest beendet ist, kein Bediener<br />

an der Maschine erforderlich ist und dadurch an anderer Stelle wertschöpfend tätig<br />

werden kann.<br />

‒ Ein Nachteil der Nestingtechnologie ist die Notwendigkeit einer Schon- oder Opferplatte<br />

unterhalb der zu bearbeitenden Platte. Diese ist zwar relativ einfach zu handeln,<br />

bedarf allerdings einer regelmäßigen Kalibrierung (abfräsen) und regelmäßigem Wechsel<br />

durch den Bediener, was zusätzliche Nebenzeiten und Handlingsaufwand erfordert.<br />

Abbildung 5: Notwendige Schonplatte beim CNC-Nesting<br />

29


6<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Welche Vor- und Nachteile ergeben sich in Verbindung mit einer Säge:<br />

‒ Ein großer Vorteil der Säge ist die Möglichkeit eine sehr breite Varianz an Materialien<br />

zuschneiden zu können bezüglich Materialdicke, Druckempfindlichkeit, Unabhängigkeit<br />

von Saugbarkeit und der Möglichkeit im Paketschnitt zu produzieren, um den Output<br />

zu erhöhen.<br />

‒ Ein Vorteil bei der Säge ist, bei nur rechteckig zuzuschneidenden Teilen, der relativ<br />

geringe Verschnitt durch eine sehr effiziente Zuschnittoptimierung, ein vergleichsweises<br />

dünnes Sägeblatt und die Möglichkeit mit Resten sehr einfach umzugehen, sowohl<br />

beim Entstehen und beim Verbrauch.<br />

‒ Ein weiterer Vorteil der Druckbalkensägen ist die exzellente Sauberkeit während und<br />

nach dem Zuschnitt. Optionen wie dustEx zur Reinigung der Schnittlinie oder standardmäßig<br />

optimierte Absauggeometrien an Druckbalken und Sägewagen stelle dies<br />

sicher.<br />

Abbildung 6: Maschinentisch der Säge mit blauen dustEx-Düsen und Sägewagen der Baureihe 300<br />

‒ Ein Nachteil an einer Druckbalkensäge ist, dass der Maschinenbediener zu 100%<br />

seiner Zeit an der Maschine bleiben muss und dabei durchgehend mit Teilehandling,<br />

Kennzeichnung und Abstapelung beschäftigt ist.<br />

1.4. Plattenaufteilzellen – Varianten und Möglichkeiten<br />

Beschicker in Kombination mit einer oder mehreren Bearbeitungsmaschinen<br />

Die einfachste Variante ist das STORETEQ F-100 mit nur einem Einlagerplatz und der in die<br />

Bearbeitungsmaschine integrierten Steuerung – siehe unten links. Ein Stapel des notwendigen<br />

Plattenmaterials wird bereitgestellt und in Verbindung mit einer Optimierung kann direkt<br />

von der Säge aus, die Beschickung und der Zuschnitt gestartet und abgearbeitet werden.<br />

Optional besteht die Möglichkeit mehrerer Einlagerplätze und Lagerplätze sowie bis zu 3<br />

Maschinen zu integrieren. Im Fall eines Holzhausbauers könnten die am häufigsten verwendeten<br />

Materialien (z.B. OSB, Spanplatte, Gipskarton) auf Lagerplätzen bevorratet werden<br />

und weniger häufig verwendetet Materialien von den Einlagerplätzen direkt beschickt werden.<br />

Dabei kann die Konfiguration auch Sägen und Nestingmaschinen kombiniert enthalten.<br />

Einschränkungen sind hier minimale Plattendicken von 8mm, maximale Plattengröße im<br />

Standard von 4200x2200mm und sehr stark durchsaugendes Material.<br />

Abbildung 7: STORETEQ F-100 Beschicker mit 1 integrierten SAWTEQ und 2 integrierten CENTATEQ<br />

Flächenlager in Kombination mit einer oder mehreren Bearbeitungsmaschinen<br />

Wenn der Materialmix steigt, das Handling des Plattenmaterials weiter automatisiert und<br />

optimiert werden soll und der notwendige Platz vorhanden ist, dann sind die Lösungen aus<br />

dem Portfolio der Flächenlager P-3x0 und P-5x0 optimale geeignet. Mit der bestehenden<br />

Technologie gibt es so gut wie keine Einschränkungen, was typische Plattenmaße und -<br />

dicken angeht. Auch die Konfigurationsmöglichkeiten bezüglich Größe (16x100m), zusätzliche<br />

2. Brücke oder die Möglichkeit das Lagern der Platten in die 2. Ebene zu verlegen,<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger 7<br />

sind wesentliche Bausteine für eine kundenspezifisch optimale Lösung. Dazu basieren alle<br />

STORETEQ-Baureihen (inkl. STORETEQ F-100 – siehe oben) auf der branchenführenden,<br />

intelligenten Steuerungssoftware woodStore 8, die das Material- und Plattenmanagement<br />

höchst intelligent und effizient macht.<br />

Abbildung 8: Flächenlager P-300 mit einer Maschine, Flächenlager P-500 twin mit 2 Maschinen und<br />

Doppelstocklager mit Säge und Nestingmaschine<br />

Zuschnittoptimierung<br />

Aus der Historie in der Möbelproduktion hat HOMAG schon eine über 40-jährige Erfahrung<br />

bei der Optimierung für die Aufteilung von Plattenmaterial. Daraus sind bis heute 3 Möglichkeiten<br />

für Optimierung entstanden, von denen 2 auch mit Nestingmaschinen etabliert<br />

sind.<br />

Die einfachste Möglichkeit mit der Säge zu optimieren ist die Option CADplan, die direkt<br />

auf der Säge installiert wird. Dabei kann anhand von übertragenen Stücklisten eine Optimierung<br />

berechnet und direkt in die Plan-Produktion der Säge geschoben werden.<br />

Die am weitesten verbreitete Optimierung ist Schnitt Profi(t) mit weltweit mehreren tausend<br />

Installationen. Es handelt sich um eine Bürooptimierung, die anforderungsbedingt<br />

sehr genau parametrisiert und auf die jeweilige Maschine angepasst optimieren kann.<br />

Dabei sind standardmäßig Schnittstellen zu den Bearbeitungsmaschinen (Säge, Nesting),<br />

zum Flächenlager mit woodStore und zu den gängigen ERP- und MES-Systemen vorhanden<br />

bzw. möglich.<br />

Die aktuell neueste Variante ist unsere Cloud-Optimierung intelliDivide. Ohne notwendige<br />

Rechnerinstallation und -infrastruktur kann mit dieser Variante ohne viel Parametrisierung<br />

schnell mit der Optimierung gestartet werden. Durch die in der Cloud vorhandenen<br />

Rechenkapazität erhalten sie hier mehrere Optimierungsergebnisse gleichzeitig, bei der sie<br />

beispielsweise auf die aktuelle Betriebs- und Auftragssituation angepasst entscheiden können,<br />

ob sie verschnittoptimiert, handlingsoptimiert oder z.B. bearbeitungszeitoptimiert<br />

arbeiten möchten.<br />

Neben diesen in-house Optimierungen besteht die Möglichkeit über vordefinierte Datenformate<br />

auch Fremdoptimierungen an die Maschinen anzubinden bzw. auch aus ihrer Branchensoftware<br />

die Wand- und Plattendaten in die HOMAG Optimierungen zu übertragen.<br />

Damit braucht es keine kunden- oder branchenspezifischen Anpassungen, um auch im<br />

Holzhausbau mit diesen Lösungen effizient arbeiten zu können.<br />

Abbildung 9: CADplan (direkt auf der Säge), Schnitt Profi(t) Version 12 und intelliDivide<br />

Kennzeichnung / Etikettierung<br />

Gängige Praxis in der Aufteiltechnik, sowohl mit Nesting als auch mit Sägen, ist die<br />

Kennzeichnung der einzelnen Platten mit einem Etikett. Dabei gibt es verschiedenste<br />

Möglichkeiten: manuelle Etikettierung und automatische Etikettierung in verschiedensten<br />

Ausprägungen bzw. an verschiedensten Positionen im Prozess und der Lösung.<br />

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8<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Die einfachste Variante ist die manuelle Etikettierung. Mit einer Nestingmaschine bedeutet<br />

dies, dass die Etikettierung mittels Etikettendrucker beim manuellen Abnehmen des Nestes<br />

vom Tisch oder vom Gurtband gemacht wird. Optional kann dies mit grafischer Unterstützung<br />

erfolgen. Bei der Säge findet die Etikettierung im vorderen Bereich parallel zur Abarbeitung<br />

der einzelnen Teile statt, eine grafische Unterstützung ist daher nicht notwendig.<br />

Eine automatische Etikettierung kann sowohl vor oder nach dem Aufteilen erfolgen. Vor<br />

dem Aufteilen in einer Lager-Säge/Nesting-Zelle durch einen sogenannten Flächenetikettierer<br />

HFE, der es sogar erlaubt, dass die Platten z.B. in der Nacht voretikettiert werden<br />

oder direkt vor dem Zuschnitt bereits voretikettiert werden. In Verbindung mit einer<br />

Nestingmaschine gibt es die Option, über dem Hubtisch einen automatischen Etikettierer<br />

zum Voretikettieren zu platzieren.<br />

In der Säge gibt es zudem weitere Varianten für die automatische Etikettierung. Zum einen<br />

ein Druckbalken-Etikettiersystem, das vollautomatisch während dem Zuschnitt die Einzelteile<br />

mit Etiketten versieht. Dies ist sowohl bei Einzelsägen als auch bei den flexTec-Robotersägen<br />

eine gängige Variante. Zudem kann bei verketteten Anlagen auch ein Drucksystem<br />

im Auslauf über einer Rollenbahn zum Einsatz kommen. Bei den automatischen Systemen<br />

ist es zudem möglich die Prozesssicherheit dadurch zu erhöhen, dass per Scanner kontrolliert<br />

wird, ob das Etikett aufgebracht ist und ob der Barcode lesbar ist. Wenn diese Kontrolle<br />

negativ ausfällt, dann wird ein neues Etikett nachproduziert.<br />

Holzhausbauspezifisch sind zukünftig zwei Ansätze denkbar, um die Kennzeichnung der<br />

Platten für einen effizienten Prozess zu optimieren:<br />

‒ Basierend auf der Möglichkeit mit dem Etikett heute eine Teilegrafik zu drucken, ist es<br />

denkbar, dies auch mit einer Wandgrafik zu tun<br />

‒ Um das Handling mit einem Etikett zu eliminieren, ist des denkbar, zukünftig über<br />

Tintenstrahldruckerlösungen nachzudenken bzw. heute schon zur Verfügung stehende<br />

manuelle Lösungen an die Maschinen anzubinden<br />

Abbildung 10: von links nach rechts: manueller Etikettierer, Druckbalkenetikettierer, Flächenetikettierer<br />

Abstapelung<br />

Nach der Plattenaufteilung gehört auch die Abstapelung zu einem effizienten Prozess. Dabei<br />

kann sowohl manuell als auch vollautomatisch abgestapelt werden oder die Teile gehen<br />

direktverkettet zum nächsten Produktionsschritt. Bei der Direktverkettung ist es durchaus<br />

üblich zusätzlich zu einer Transportstrecke noch einen Puffer einzubauen, um das Aufteilen<br />

von den nächsten Schritten zu entkoppeln. In der HOMAG Group gibt es hierzu mehrere<br />

Alternativen. Ein Igelpuffer ist dabei die einfachste Variante, da hier die Teile manuell wieder<br />

entnommen werden müssen. Dazu gibt es mit einem Kettenhubspeicher und einem<br />

Lagenpuffer auch vollautomatische Systeme.<br />

Die manuelle Abstapelung, beispielsweise an einer Säge, kann durch mehrere Abstapelstationen<br />

für mehrere Wandelemente zu einer Vorsortierung führen. Diese Sortierung kann<br />

durch die optionale Abstapelmodulsoftware und das optionale intelliGuide Premium unterstützt<br />

werden, um dem Bediener anzuzeigen, zu welchem Stapel oder welcher Gruppe das<br />

Teil zugeordnet werden muss.<br />

In Verbindung mit der Nestingmaschine gibt es die Möglichkeit, die Abstapelung per optionalem<br />

Roboter zu automatisieren und auf am Boden stehenden Paletten abzustapeln und<br />

bezogen auf die Palette zu sortieren.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger 9<br />

Ebenfalls vollautomatisch kann die Abstapelung mit den flexTec-Robotersägen erfolgen, die<br />

mit Hilfe einer Saugtraverse am Roboter nicht nur das Teilehandling übernehmen, sondern<br />

auf hebbaren Abstapelhubtischen die zugeschnittenen Teile vollautomatisch nach definierten<br />

Sortierkriterien (z.B. Außenwände, Innenwände) und einem eigens entwickelten Abstapelalgorithmus<br />

abstapeln.<br />

Abbildung 11: SAWTEQ S-300 flexTec mit automatischer Abstapelung und intelliGuide mit Laserprojektion<br />

1.5. Fokus Material – Optionen speziell für den Holzhausbau<br />

Die Materialvielfalt im Holzhausbau ist im Vergleich zum Möbelbau etwas kleiner, dafür<br />

aber auch etwas spezieller. Während die Anzahl von verschiedenen Plattencodes in einem<br />

Flächenlager für die Möbelproduktion in die Hunderte gehen kann, geht es beim Holzhausbau<br />

eher um die Materialtypen wie OSB-, Gipskarton- Gipsfaser- (Fermacell) oder auch<br />

Weichfaserplatten, die eine Herausforderung beim Handling und dem Aufteilen darstellen.<br />

Am Beispiel des Flächenlagers und der Säge möchte ich einige Optionen aufzeigen, die<br />

speziell für diese Materialien eine ausgezeichnete Lösung darstellen:<br />

‒ Flächenlager: als anschauliche Beispiele dienen hier die sehr leistungsstarke und<br />

äußerst flexibel einsetzbare Saugtraverse ST71 in Verbindung mit Saugern für strukturierte<br />

Oberflächen. Diese Saugtraverse wird eingesetzt, wenn die Materialvielfalt sehr<br />

hoch ist oder besondere Anforderungen an Materialien bestehen. In Verbindung mit<br />

nicht geschliffenen OSB-Platten sind zudem die Sauger mit einem zusätzlichen<br />

Schaumstoffring geradezu prädestiniert. Zudem gibt es für Weichfaser- oder Dämmplatten<br />

in Verbindung mit der ST71 die Option Nagelgreifer, um diese Materialien<br />

ebenfalls vollautomatisch transportieren zu können.<br />

Abbildung 12: Saugtraverse ST71 und Option Nagelgreifer<br />

‒ Säge: um die Säge für diese Material fit zu machen, stehen zahlreiche Optionen zur<br />

Verfügung. Die Optionen automatische Druckeinstellung und SoftTouch dienen der optimalen<br />

Druckeinstellung der Spannzangen, des Druckbalkens und der Winkelandrückvorrichtung,<br />

um empfindliche Materialien nicht zu brechen oder Druckstellen zu<br />

hinterlassen. In Verbindung mit Gipskarton- und Gipsfaserplatten empfehlen wir zudem<br />

das Gipsaket zu wählen. Dies beinhaltet spezielle Vorkehrungen an der Maschine,<br />

um die abrasiven Stäube aus wichtigen Maschinenbereichen rauszuhalten. In Verbindung<br />

mit dem oben erwähnten dustEx, entsteht so eine auch bei diesen Materialien<br />

sehr saubere Maschine.<br />

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Erhöhung der Produktivität und Effizienz durch intelligenten Plattenvorzuschnitt | J. Hamburger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2. Was sind die Vorteile des Plattenvorzuschnitts?<br />

2.1. Vorteile, die sich monetär bewerten lassen<br />

Einer der größten Unterschiede zwischen dem Plattenzuschnitt z.B. auf einer Multifunktionsbrücke<br />

oder von Hand und dem Plattenzuschnitt vorgelagert auf Sägen und Nestingmaschinen,<br />

ist der Verschnitt. Während der Verschnitt auf der Multifunktionsbrücke nur<br />

bedingt beeinflussbar ist, da es von Einflüssen wie Fenster, Türen, Aussparungen und<br />

grundsätzlicher Form (z.B. Dachschrägen) abhängt, kann der Verschnitt im Plattenvorzuschnitt,<br />

wie oben beschrieben, durch Zuschnittoptimierungen deutlich optimiert werden.<br />

Eine Verschnittreduzierung von bis zu 50% abhängig von Elementtyp und Wandaufbau,<br />

sind möglich. Dabei bemisst sich der finanzielle Vorteil an den Kosten des eingesetzten<br />

Materials. Außerdem spielt auch die Teileanzahl in einer Optimierung eine Rolle für das<br />

Optimierungsergebnis – je mehr Teile enthalten sind, desto besser kann optimiert werden.<br />

Also je höherwertiger das Material und je mehr Teile in die Optimierung einfließen, desto<br />

höher fällt der Vorteil aus. Die Basis, um diese Vorteile erschließen zu können ist ein gewisses<br />

Plattenvolumen bzw. eine gewisse Wandfläche, die produziert werden muss, die von<br />

Unternehmen zu Unternehmen sicherlich stark variiert und dadurch der Vorteil individuell<br />

bewertet werden muss.<br />

Zusätzlich dazu, sind Einsparungen am Plattenmaterial auch ein wertvoller Beitrag dafür<br />

die Nachhaltigkeit in der Ressourcenausnutzung deutlich zu erhöhen, was bei vielen<br />

Unternehmen und Kunden heutzutage ein wichtiger Aspekt in der Entscheidungsfindung<br />

darstellt.<br />

2.2. Prozessablaufvorteile für erhöhte Produktivität und Effizienz<br />

Als zusätzliches Optimierungspotenzial sind auch Vorteile im Gesamtprozessablauf zu nennen.<br />

Dazu zählen zum einen die oben genannten Möglichkeiten, die Maschinen mittels im<br />

Standardkonfigurationsraum enthaltenen Optionen auf die Anforderungen im Holzhausbau<br />

anzupassen, die jeweils passende Lösung kundenspezifisch zu definieren, sowie die Vorfertigung<br />

der notwendigen Plattenmaterialien so effizient, intelligent und einfach wie nur möglich<br />

zu gestalten. Dabei kann auch der Automatisierungsgrad eine wesentliche Rolle spielen.<br />

Zusätzlich zu den oben genannten Optionen kann auch die Thematik der Abfallentsorgung<br />

und Materialtrennung eine weitere Rolle spielen, was im Plattenvorzuschnitt, speziell mit<br />

automatischen Lösungen wie der flexTec-Säge, sogar automatisiert erfolgen kann.<br />

Ein weiterer Vorteil des Plattenvorzuschnitts ist, dass das Abfallhandling an der Wandelementefertigung<br />

entfällt und auch die Staubentwicklung an diesem Produktionsschritt deutlich<br />

reduziert werden kann. Die Absaugung des entstehenden Staubes ist praktisch eine<br />

Standardfunktionalität an Säge und Nestingmaschine und deshalb ebenfalls gelöst.<br />

Insgesamt gilt also auch für den Gesamtprozess, dass durch optimierte Abläufe, sauberer<br />

Umgang mit Abfällen und effizienter Absaugung das Thema Nachhaltigkeit noch einmal<br />

gestärkt werden.<br />

2.3. Zusammenfassung<br />

Die HOMAG Group in Verbindung mit Weinmann bietet für Unternehmen im Holzhausbau<br />

noch deutlich mehr Möglichkeiten die Produktion mit den Produkten aus den Bereichen<br />

Lager- und Beschicktechnik, Sägentechnik und CNC-Nesting für die Plattenlagerung und –<br />

handling sowie Vorzuschnitt zu erweitern und zu optimieren. Vorteile sind dabei langjährig<br />

getestete und auf den Holzhausbau adaptierbare Lösungen, ein kundenspezifisch definierbarer<br />

Automatisierungsgrad sowie standardmäßig zur Verfügung stehende Software und<br />

Schnittstellen.<br />

Ein großer Vorteil ist zudem die Möglichkeit, die Gesamtlösung, inklusive des Angebots von<br />

Weinmann, aus einer Hand zu bekommen. Sie haben es sowohl bei der Planung, Installation<br />

und After Sales nur mit einem Unternehmen zu tun.<br />

Je nach Produktionsvolumen entsteht zudem ein finanzieller Vorteil durch verschnittoptimierten<br />

Vorzuschnitt, der mit uns zusammen auch ermittelt werden kann.<br />

Als letzten Bonus, stehen zudem noch die oben beschriebenen Vorteile im Prozessablauf,<br />

die in der räumlichen Trennung von Zuschnitt und Wandelementeproduktion liegen.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer 1<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung<br />

als Chance für die Kreislaufwirtschaft<br />

Jens Mönnekemeyer<br />

Mönnekemeyer GmbH<br />

Neuenkirchen, Deutschland<br />

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Absaugsysteme: sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer 3<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung<br />

als Chance für die Kreislaufwirtschaft<br />

1. Relevanz der Absaugtechnik für zirkuläre<br />

Wirtschaftssysteme<br />

In der Holzbaubranche akzeptieren Kunden und Investoren zunehmend nur noch nachhaltig<br />

erzeugte Produkte. Dort, wo der Nachweis dieses Produktionsmerkmals zur Bedingung für<br />

die Auftragsvergabe wird, kann auch der Grad der Umsetzung geschlossener Materialkreisläufe<br />

zu einem Wettbewerbsfaktor werden.<br />

Die Erfahrung aus der Beratung von Unternehmen bei der Installation von Absaugsystemen<br />

in Neubauten von Produktionsbetrieben oder bei Veränderungen im Bestand zeigt, dass<br />

bei der Analyse verwertbarer Stoffströme der Anteil der an den Bearbeitungsmaschinen<br />

abgesaugten Späne und Stäube oft unberücksichtigt bleibt.<br />

Da Holzbaubetriebe ihren Heizwärmebedarf traditionell häufig durch Holzfeuerungsanlagen<br />

decken, liegt die Motivation zur Investition in ein Absaugsystem mit sortenreiner Materialtrennung<br />

bisher vor allem in der separaten Erfassung der Holzfraktion, die dann frei von<br />

Fremdstoffen gelagert und entweder in Eigen- oder bei Überschuss in Fremdnutzung zur<br />

thermischen Verwertung verwendet wird.<br />

Inzwischen gewinnen jedoch auch alternative Fraktionen zunehmend an Bedeutung. Werden<br />

die abgesaugten Späne und Stäube von einer Abfallgruppe zu einem Sekundärrohstoff aufgewertet,<br />

ergibt sich für das Holzbauunternehmen ein erster Mehrwert: die Reduktion der<br />

Restabfallquote in der Unternehmensbilanz.<br />

Das innovative Ziel ist es, auch diesen neu gewonnenen Sekundärrohstoff in Kreislaufsysteme<br />

zu überführen und den Anteil der deponierten Produktionsabfälle auf das geringstmögliche<br />

Maß zu senken.<br />

Für die sortenreine Absaugung stehen bereits bewährte Möglichkeiten und fundierte Erfahrungswerte<br />

der Anlagenbauer zur Verfügung. Moderne Absaugtechnik bietet automatisierte<br />

Systeme, die in die Produktionsabläufe integriert werden können und eine sortenreine<br />

Materialabfüllung ermöglichen.<br />

Als Anregung und Diskussionsgrundlage ist nachfolgend der Funktionsaufbau von Absaugsystemen<br />

zur sortenreinen Stofftrennung erläutert.<br />

2. Grundlagen zur Planung effizienter Absaugsysteme<br />

Während in bereits stark automatisierten Bereichen der Holzverarbeitung, wie z.B. der<br />

Möbelindustrie, die Absaugtechnik fester Bestandteil der Produktionsplanung ist, gewinnt<br />

sie in der traditionell handwerklich geprägten Holzbaubranche durch steigende Investitionen<br />

in automatisierte Prozesse nun auch zunehmend an Bedeutung.<br />

Dabei handelt es sich um ein technisches Spezialgebiet, das nicht nach den Randbedingungen<br />

einer klassischen TGA-Planung für lufttechnische Anlagen abgearbeitet werden kann.<br />

Charakteristik und Zweckbestimmung von Absauganlagen:<br />

─ Schutz vor schädlichen Einflüssen der Personen im Bereich von Produktions- und<br />

Verarbeitungsmaschinen<br />

─ Erfassung und Abtransport von Spänen / Stäuben ist für die Produktionsprozesse<br />

notwendig<br />

─ Rückführung der gereinigten Absaugvolumenströme in das Gebäude im Umluftbetrieb<br />

ohne Erfüllung von Luftwechselraten<br />

─ Abfüllung des an den Bearbeitungsmaschinen erfassten und an der Filtereinheit<br />

abgeschiedenen Materials zur Entsorgung oder weiteren Verwendung<br />

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4<br />

Absaugsysteme: sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

im Gegensatz dazu Merkmale von Raumlufttechnischen Anlagen:<br />

─ Versorgung des Gebäudes mit Frischluft / Erfüllung von Luftwechselraten zur<br />

Verbesserung der Luftqualität, Schadstoffreduktion und thermischer Regulierung<br />

─ Behandlung der zugeführten Luft (z.B. Heizen, Kühlen, Reinigen)<br />

Ist ein Unternehmen bestrebt, in eine funktionssichere und energieeffiziente Absaug- und<br />

Filteranlage zu investieren, müssen bereits in der Planungsphase – unabhängig von der<br />

Entscheidung zur sortenreinen Materialabfüllung – grundlegende technische Auslegungsdaten<br />

sowie die Erwartungen des zukünftigen Betreibers ermittelt und bewertet werden.<br />

Die Erfahrung aus der Praxis zeigt, dass insbesondere eine mangelnde Kommunikation<br />

zwischen Produktionsplanern, Maschinenherstellern, Betreibern und Anlagenbauern zu<br />

produktionskritischen Fehlern im Bereich der Entstaubungstechnik führen kann.<br />

2.1. Bestimmung des Absaugvolumenstroms und Druckbedarfs<br />

Für jede Bearbeitungsmaschine gibt der Hersteller vor, welcher Absaugvolumenstrom notwendig<br />

ist, um ein ausreichendes Absaugergebnis zu gewährleisten. Zusätzlich muss der<br />

erforderliche Unterdruck zur Erreichung dieses Luftvolumenstroms angegeben werden.<br />

Der Maschinenhersteller ist verpflichtet, dem Betreiber der Maschine verbindliche und<br />

nachvollziehbare Daten zur Verfügung zu stellen. Der Absaugvolumenstrombedarf und die<br />

dafür notwendige Gesamtdruckdifferenz sind die maßgeblichen Faktoren für die Auslegung<br />

der Absaug- und Filteranlage durch den Planer.<br />

Angaben des Maschinenherstellers:<br />

─ Durchmesser und Anzahl der abzusaugenden Maschinenstutzen sowie die erforderliche<br />

Luftgeschwindigkeit an den jeweiligen Stutzen<br />

─ Maschinenwiderstand als Druckeinheit (ΔP) bei der vorgegebenen Luftgeschwindigkeit<br />

am Stutzen<br />

─ Bei Verwendung von maschinen- oder anlageninternen Absperrschiebern oder<br />

Wechselklappen: Aufsummierter minimaler und maximaler Gesamtvolumenstrom.<br />

Sind die Produktionsmaschinen ausgewählt, ergibt sich der maximale und variable Gesamtabsaugvolumenstrom<br />

aus der Summe der erforderlichen Einzelvolumenströme, unter Berücksichtigung<br />

der prognostizierten gleichzeitigen Betriebszeiten.<br />

Der Lieferant der Absauganlage muss diese Vorgaben bei der Inbetriebnahme durch eine<br />

protokollierte Luftmengenmessung nachweisen. Besonders bei ungenügender Entstaubung<br />

der Maschinen im Produktionsprozess stellt diese Schnittstelle ein hohes Konfliktpotenzial<br />

dar.<br />

2.2. Typische Ursachen für unzureichende Absaugergebnisse<br />

Eine effektive Entstaubung und insbesondere eine hohe Trennschärfe bei der sortengetrennten<br />

Maschinenentstaubung können nur gewährleistet werden, wenn das Absaugergebnis<br />

qualitativ ausreichend und durchgängig über den gesamten Bearbeitungsprozess<br />

zur Verfügung steht.<br />

In der Praxis zeigen sich an Produktionsanlagen insbesondere zwei Konstruktionsmerkmale,<br />

die zu unbefriedigenden Ergebnissen führen:<br />

– Mangelnde Luftstromkontinuität innerhalb der Maschine:<br />

Die Effizienz eines Absaugsystems hängt maßgeblich von der Stabilität des Luftstroms ab.<br />

Plötzliche und drastische Veränderungen der Querschnittsgröße durch Verengungen oder<br />

Erweiterungen im Luftweg führen zu Staubablagerungen im Maschineninneren. Zudem<br />

erhöht sich der für die Überwindung des Maschinenwiderstands erforderliche Unterdruckbedarf,<br />

der dann oftmals technisch oder wirtschaftlich nicht mehr realisierbar ist.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer 5<br />

Werden im Produktionsprozess, z. B. beim Wechsel zwischen Fräs- und Schneidwerkzeugen,<br />

maschineninterne Absperrschieber betätigt, muss darauf geachtet werden, dass<br />

der schnelle Wechsel zwischen Absaugstutzen mit sehr unterschiedlichen Durchmessern<br />

keine Druckstöße erzeugt. Diese können Schäden an der Maschine oder dem Rohrleitungssystem<br />

verursachen.<br />

– Unwirksame Stauberfassungselemente<br />

Ungeeignete oder fehlerhaft positionierte Absaughauben im Werkzeugbereich führen zu<br />

einer unzureichenden Partikelaufnahme. Ohne geeignete Staub- und Spanerfassungselemente<br />

ist der am Absaugstutzen angelegte Absaugvolumenstrom wirkungslos; auch<br />

eine Erhöhung des Volumenstroms verbessert das Ergebnis dann nicht.<br />

2.3. Auswahl des Anlagentyps: Über- oder Unterdrucksystem<br />

Grundsätzlich wird bei der Entstaubungstechnik zwischen sogenannten Überdruck- und<br />

Unterdrucksystemen unterschieden. Ausschlaggebend ist hier die Position des Absaugventilators<br />

in Bezug zur Filtereinheit.<br />

In Unterdruckanlagen befindet sich der Ventilator auf der Reinluftseite, nach der Filtereinheit<br />

und somit außerhalb des Massenstroms. In Kombination mit Drehzahlregelungen mittels<br />

Frequenzumformer erzielt dieser Anlagentyp in der Regel die besten Wirkungsgrade.<br />

Allerdings ist der Einsatz solcher Systeme, auf maximal zu erzeugende Unterdrücke von<br />

ca. 5.000 pa beschränkt.<br />

Alternativ dazu befindet sich der Absaugventilator bei Überdrucksystemen im Materialstrom,<br />

vor dem Filtergerät. Je nach zu transportierendem Material muss mit Verschleiß an<br />

Laufrad und Gehäuse gerechnet werden. Durch die offenere Laufradgeometrie aufgrund<br />

der Materialbefrachtung liegen hier die Wirkungsgrade meist unterhalb der von Unterdrucksystemen.<br />

Auch eine Kombination von Unterdruckanlagen mit rohluftseitig angeordneten<br />

Stützventilatoren für bestimmte Rohrstränge kann eine energieoptimierte Lösung<br />

darstellen.<br />

Unter Beachtung der Auslegungsparameter, Filtergerätetypen und regionalen gesetzlichen<br />

Anforderungen ist die Aufstellung von Absaug- und Filtersystemen sowohl im Gebäudeinneren<br />

als auch im Außenbereich möglich.<br />

2.4. Betriebszeiten und Materialanfall<br />

Die im Filtergerät eingesetzten Filtermaterialien müssen in Abhängigkeit von der Betriebsdauer<br />

automatisch abgereinigt werden. Beim Anschluss von Einzelmaschinen mit planbaren<br />

Arbeitspausen kann eine einfache Vibrationsabreinigung bei Anlagenabschaltung<br />

ausreichend sein.<br />

Vollautomatische Produktionsanlagen erfordern jedoch einen kontinuierlichen Betrieb der<br />

Absauganlage, sodass keine Betriebspausen für die Filterreinigung zur Verfügung stehen.<br />

In diesem Fall kommen Druckluft- oder Spülluftabreinigungen zum Einsatz.<br />

Auch das Spektrum der zu bearbeitenden Rohmaterialien hat Einfluss auf die Auswahl der<br />

Reinigungstechnik und des eingesetzten Filtermaterials.<br />

Der prognostizierte Materialanfall ist eine weitere wichtige Kenngröße und bestimmt das<br />

Speichervolumen im Filtergerät sowie die Art und den Durchsatz der nachgeschalteten Abfüllsysteme.<br />

Ein Materialstau innerhalb des Stoffstroms kann zur Abschaltung der Absauganlage<br />

und somit zu einem Produktionsstopp führen.<br />

3. Spezialisierte Absaugsysteme zur sortenreinen<br />

Trennung von Staub und Spänen<br />

Je nach Produktionslayout stehen verschiedene Konzepte zur Verfügung, um ein Absaugsystem<br />

zur sortenreinen Trennung der an den Bearbeitungsmaschinen anfallenden Späne<br />

und Stäube zu realisieren.<br />

Im Holzbau liegt der Fokus auf dem Bereich des maschinellen Zuschnitts, da dort meist<br />

homogene Rohware verarbeitet wird.<br />

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Absaugsysteme: sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

3.1. Autarke Absaugung spezifischer Produktionsanlagen<br />

Der naheliegendste Ansatz zur sortenreinen Absaugung besteht darin, einzelne Maschinen<br />

oder Maschinenbereiche vom zentralen Absaugsystem abzukoppeln. Wenn im vorgelagerten<br />

Zuschnitt separate Maschinen für die ausschließliche Bearbeitung von Materialien wie<br />

Gipsfaserplatten oder Dämmplatten vorgesehen sind, werden diese mit einer autarken<br />

Absaug- und Filteranlage ausgestattet.<br />

Technisch muss diese dann entsprechend der spezifischen Staubarten und unter Berücksichtigung<br />

der Auslegungskriterien geplant werden. Besondere Anforderungen an den<br />

Wechselbetrieb zur Bearbeitung alternativer Materialien bestehen in diesem Fall jedoch<br />

nicht.<br />

Nicht nur verschiedene Materialsorten, sondern auch unterschiedliche Staub- und Spanarten<br />

innerhalb einer Materialgruppe führen potenziell zur Entscheidung für autarke Absauganlagen.<br />

Bietet sich einem Holzbauunternehmen beispielsweise die Möglichkeit, reinen<br />

Hobelspan zu vermarkten, kann die gezielte Ausstattung der Hobelmaschinen mit separaten<br />

Absaug- und Staubabfüllsystemen einen wirtschaftlichen Mehrwert darstellen.<br />

Als Variante werden Zwischenabscheider wie Zyklone oder selbstreinigende Lochblechmatrizen<br />

in ausgewählte Materialströme integriert. Diese ermöglichen die Trennung bestimmter<br />

Partikelgrößen innerhalb einer Materialart. Beispielsweise können beim Zuschnitt von<br />

Holzfaserplatten und Styropor Fraktionen ab einer bestimmten Größe herausgefiltert werden,<br />

während feinere Stäube bis zur Filtereinheit weiterbefördert und dort abgeschieden<br />

werden.<br />

3.2. Absaugsysteme für Produktionsanlagen mit wechselnder<br />

Materialbearbeitung<br />

In der Regel wird die Maschinenausstattung in Holzbauunternehmen für die Bearbeitung<br />

verschiedener Materialien genutzt.<br />

Für die sortenreine Absaugung ist dann ein zweites Absaugsystem installiert, bestehend<br />

aus Ventilator, Filtereinheit und Abfülleinheit. Die entsprechenden Maschinen lassen sich<br />

über ein spezielles Rohrleitungsnetz mit automatisch betätigten Absperrschiebern oder<br />

Wechselklappen an beide Absaugsysteme anschließen.<br />

Je nach Zusammenführung der Einzelanschlüsse zu Sammelrohrleitungen und dem Standort<br />

der Absauganlagen wird die Umschaltweiche entweder in Maschinennähe oder in den<br />

Hauptleitungen installiert.<br />

Abbildung 1: Absauganschluss mit Umschaltweiche in Maschinenähe<br />

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Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer 7<br />

Damit die verschiedenen Späne und Stäube mit ausreichender Trennschärfe abgesaugt<br />

werden können, sind im Vorfeld insbesondere in Bezug auf das Rohrleitungsnetz und die<br />

Automatisierung klare Abstimmungen mit den Maschinenherstellern und Produktionsplanern<br />

erforderlich.<br />

Als verbindliche Planungsgrundlage sollte eine tabellarische Übersicht erstellt werden, in<br />

der auch die alternativen Materialbearbeitungen den Maschinen zugeordnet werden.<br />

Abbildung 2: Volumenstrombilanz differenziert nach Maschinen und Materialart<br />

3.3. Signal zur Aktivierung der jeweiligen Absauganlage<br />

Absaugsysteme nach dem Stand der Technik verfügen über eigene, automatisierte<br />

Schaltabläufe. Ein Startsignal aktiviert den Absaugventilator und öffnet den zugeordneten<br />

Absperrschieber. Für eine sortengetrennte Absaugung ist festzulegen, auf welche<br />

Weise dieses Signal generiert wird.<br />

Bei manuell beschickten Maschinen ohne digitale Plattenkennzeichnung trägt der Maschinenbediener<br />

die Verantwortung für die Auswahl des richtigen Absaugsystems. Werden die<br />

Bearbeitungsmaschinen automatisch beschickt und es existiert ein durchgehendes System<br />

mit Codierung der Platten, kann die Auswahl des Absaugsystems auch durch die Maschinensoftware<br />

erfolgen.<br />

Bei beiden Varianten bleibt jedoch die Fehlerquelle bestehen, dass durch ein Versäumnis<br />

des Maschinenbedieners oder eine fehlerhafte Plattencodierung eine ungewollte Mischung<br />

der verschiedenen Späne- und Stäube auftritt.<br />

3.4. Vor- und Nachlaufzeiten der Absaugventilatoren<br />

Die Absaugventilatoren benötigen nach Eingang des Startsignals je nach Motorgröße eine<br />

Anlaufzeit von bis zu 120 Sekunden. Beim Abschalten ist zudem eine Nachlaufzeit vor dem<br />

Schließen des Absperrschiebers zu berücksichtigen. Wird eine Rohrleitung bei hoher Ventilatorleistung<br />

abrupt vollständig verschlossen, führt der daraus resultierende enorme<br />

Druckanstieg mit hoher Wahrscheinlichkeit zu Schäden am Rohrleitungssystem oder den<br />

Bearbeitungsmaschinen.<br />

Diese erforderlichen Vor- und Nachlaufzeiten beim Systemwechsel reduzieren die bearbeitbaren<br />

Stückzahlen insbesondere bei häufigem Materialwechsel.<br />

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Absaugsysteme: sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

3.5. Praxisbeispiel für sortenreine Absaugung bei automatischem<br />

Zuschnitt mit Plattencodierung<br />

Anhand eines Praxisbeispiels wird veranschaulicht, welche Möglichkeiten es gibt, ein Absaugsystem<br />

zur sortenreinen Staubtrennung erfolgreich in eine automatisierte Zuschnittanlage<br />

zu integrieren.<br />

Die betrachtete Produktionsanlage muss in drei Bereichen entstaubt werden:<br />

1. Plattenreinigung vor der Bearbeitung<br />

2. Fräs- und Schneidbearbeitung<br />

3. Plattenreinigung nach der Bearbeitung am Maschinenauslauf<br />

Jede dieser Sektionen wird nacheinander – nicht gleichzeitig – mit einem Volumenstrom<br />

von ca. 10.000 bis 15.000 m³/h abgesaugt. Eine maximale Absaugkapazität von 15.000<br />

m³/h ist ausreichend, weil die einzelnen Bereiche mit Absperrschiebern ausgestattet sind.<br />

Es kommen sowohl Holzwerkstoffe als auch Gipsfaserplatten zum Einsatz. Die codierten<br />

Platten entnimmt das System dem Lager automatisch.<br />

Die Maschinensoftware stellt fünf potentialfreie Kontakte zur Verfügung, die für die Kommunikation<br />

mit der Steuerung des Absaugsystems verwendet werden. Diese Signale dienen<br />

der Identifikation des abzusaugenden Maschinenbereichs und der wechselseitigen<br />

Auswahl der Absaugstränge für Holz- und Gipsfaserplatten.<br />

Üblicherweise werden für eine solche Anwendung parallel zwei Absaug- und Filteranlagen<br />

mit je einem Absaugventilator installiert. Da die gesamte Anlage als durchgehendes<br />

System auf eine maximale Bearbeitungsstückzahl ausgelegt ist, kommt hier eine spezielle<br />

Absauganlagenkonstruktion zum Einsatz:<br />

Die beiden Filtereinheiten mit eigenem Materialbehälter sind zu einem Batteriegerät<br />

zusammengefasst, jedoch weiterhin im staubhaltigen Bereich voneinander getrennt. Bei<br />

Erreichen eines Mindestfüllstands aktiviert das System die Brikettierung der Holz-stäube<br />

und die drucklose Abfüllung des Gipsstaubs.<br />

Vor der Anlage teilt sich die Hauptleitung auf, je nach vorgewähltem Plattenmaterial öffnet<br />

sich der Absperrschieber für die Filtereinheit «Holz» oder «Gipsstaub».<br />

Der Luftvolumenstrom für beide Situationen wird von demselben Absaugventilator erzeugt,<br />

der sich reinluftseitig in einer schallgedämmten Einhausung oberhalb der beiden<br />

Filtereinheiten befindet.<br />

Dadurch entfällt beim Materialwechsel die üblicherweise einzukalkulierende Vor- und Nachlaufzeit<br />

für die Aktivierung und Deaktivierung der jeweiligen Absaugventilatoren. Die Umschaltung<br />

erfolgt innerhalb von maximal 5 bis 10 Sekunden. Zudem lässt sich das<br />

Batteriegerät sehr kompakt bauen und die Einsparung eines Ventilators senkt die Investitionskosten.<br />

42


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer 9<br />

Abbildung 3: Absaugsystem zur Sortentrennung ohne Umschaltverzögerung<br />

Die Jet-Pulse-Technik zur Reinigung des Filtermaterials (Druckluftabreinigung) ermöglicht<br />

einen kontinuierlichen Betrieb der angeschlossenen Produktionslinie auch im Mehrschichtsystem.<br />

Durch das Unterdrucksystem mit stufenlos regelbarer Drehzahl des Einbauventilators werden<br />

auch die Betriebskosten minimiert.<br />

Diese Lösung, bei der nur ein Ventilator kontinuierlich den Luftstrom erzeugt und verschiedene<br />

Filtereinheiten zur selektiven Staubabscheidung durchströmt werden, lässt sich auch<br />

auf Produktionslayouts mit mehreren Hauptleitungen erweitern.<br />

Abbildung 4: Absaugsystem zur Sortentrennung ohne Umschaltverzögerung zum<br />

Anschluss mehrerer Maschinen<br />

43


10<br />

Absaugsysteme: sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

4. Abfüllsysteme für abgesaugte Stäube und Späne<br />

Für das im Filtergerät abgeschiedene Material stehen verschiedene Grundvarianten für die<br />

Abfüllung zur Verfügung. Eine einheitliche Vorgabe seitens der Entsorgungslogistiker, Rohwarenhersteller<br />

oder des Sekundärrohstoffmarktes besteht nicht.<br />

Das Holzbauunternehmen entscheidet sich auf Grundlage der Vorschläge des Absauganlagenherstellers,<br />

in individueller Absprache mit dem Abfuhrunternehmen oder unter Berücksichtigung<br />

der innerbetrieblichen Logistik, für die passende Variante.<br />

Es muss beachtet werden, dass bei der Abfüllung im Außenbereich insbesondere der Staub<br />

von Gipsfaserplatten vor Nässe geschützt wird.<br />

4.1. Drucklose Befüllung von Schüttgutbehältern<br />

Die drucklose Abfüllung unter Einsatz von Zellenradschleusen und Förderschnecken in flexible<br />

Schüttgutbehälter, Gewebesäcke oder Container ist eine der am häufigsten gewählten<br />

Abfüllvarianten. Um eine Verschmutzung der Umgebung durch Staubaustritt zu vermeiden<br />

und den Eingriffschutz in sich drehende Anlagenkomponenten zu gewährleisten, müssen die<br />

Behältnisse sowie die Verbindung zwischen Einfüllöffnung und Filtergerät geschlossen sein.<br />

Zur Überwachung des maximalen Füllstands kommt eine Lichtschrankenüberwachung zum<br />

Einsatz. Ist die der Obergrenze erreicht, kann die Abfüllung automatisch auf ein weiteres<br />

Gebinde umgeleitet oder eine Meldung zur Aufforderung eines Behälterwechsels ausgegeben<br />

werden.<br />

Diese Lösung erfordert die geringsten Investitionskosten und bietet eine flexible Anpassung<br />

an verschiedene Gebindeformen, setzt jedoch die regelmäßige Betreuung durch einen Mitarbeiter<br />

für den Wechsel der Schüttgutbehälter voraus.<br />

4.2. Einblascontainer<br />

So wie Späne und Staub an der Maschine durch Ventilatorleistung abgesaugt werden,<br />

können sie auch konzentriert mit pneumatischen Transportanlagen in Container eingeblasen<br />

werden. Der Austrag aus den Filtergeräten und die Dosierung auf die Transportanlagen<br />

erfolgen automatisch.<br />

Bei sehr hohem Materialanfall ist die Einrichtung eines Containerbahnhofs mit mehreren<br />

Leercontainern wirtschaftlich. Über Drucksensoren wird ein maximal gefüllter Container<br />

erkannt und das Material automatisch auf den nächsten leeren Container gefördert.<br />

Die Investitionskosten für das Gesamtsystem sind deutlich höher als bei der drucklosen<br />

Abfüllung, jedoch verringert sich der Mitarbeitereinsatz.<br />

4.3. Brikettierung<br />

Hydraulische Brikettieranlagen werden automatisch aus dem Filtergerät beschickt und verpressen<br />

die Späne und Stäube zu runden oder eckigen Briketts mit Stückgrößen von ca.<br />

100–300 cm². Ein besonderer Vorteil ist die flexible Sammlung des Reststoffs in frei wählbaren<br />

Boxen oder Containern, wodurch sich das Materialhandling erheblich erleichtert. Zusätzlich<br />

wird das Sammelvolumen reduziert, und insbesondere der leicht flüchtige<br />

Feinstaubanteil wird gebunden.<br />

Die Pressleistung und das Volumen des Dosierbehälters der Brikettieranlage müssen sorgfältig<br />

auf den maximalen Materialanfall abgestimmt werden. Auch hier liegen die Investitionskosten<br />

höher als bei der Variante zur drucklosen Befüllung von Behältern mit<br />

unverpresstem Material. Der hohe Automatisierungsgrad erfordert jedoch nur einen geringen<br />

Mitarbeitereinsatz.<br />

Neben der Holzfraktion lassen sich eine Vielzahl weiterer Materialien, z. B. auch Gipsfaserplattenstäube,<br />

brikettieren. Vor der Installation ist es ratsam, durch eine Probepressung<br />

sicherzustellen, dass die erwartete Presslingsqualität auch erzielt wird.<br />

44


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Absaugsysteme: Sortenreine Trennung als Chance für die Kreislaufwirtschaft | J. Mönnekemeyer 11<br />

5. Fazit und Ausblick<br />

Gerade im Produktionsbereich Zuschnitt bietet sich ein idealer Einstieg in die sortenreine<br />

Absaugung, da dort in der Regel homogene Rohmaterialien verarbeitet werden.<br />

Die technische Möglichkeit ist gegeben, wird derzeit jedoch hauptsächlich für die getrennte<br />

Erfassung der Holzfraktion zur thermischen Verwertung genutzt.<br />

Während seitens der Rohwarenlieferanten bereits organisierte Rücknahmen von stückigen<br />

Produktionsresten existieren, werden die getrennt erfassten, staubförmigen Alternativstoffe<br />

in der Regel über regionale Entsorger abgeführt und deponiert. Hier gilt es, die Möglichkeiten<br />

zur Integration dieser Stoffströme in die Kreislaufwirtschaft zu prüfen und<br />

Hindernisse auszuräumen.<br />

Holzbauunternehmen suchen den Austausch mit Rohstofflieferanten und wünschen sich<br />

mehr Informationen darüber, ob die Stoffströme aus den Absauganlagen, die holzfremde<br />

Materialien enthalten, für diese von Interesse sind.<br />

Auch die Lieferanten von Entstaubungssystemen sind motiviert, ihre Anlagentechnik mit<br />

Blick auf neue Anforderungen weiterzuentwickeln. Dafür ist eine enge Zusammenarbeit<br />

zwischen Holzbauunternehmen, Rohmaterialherstellern, Maschinen- und Anlagenbauern,<br />

Logistikunternehmen sowie Forschung und Lehre erforderlich.<br />

45


46


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder 1<br />

Kreislaufwirtschaft<br />

Bereitstellung, Rücknahme und<br />

Aufbereitung von Ausbauprodukten<br />

Prof. Josef Steretzeder<br />

Lindner Group KG<br />

Arnstorf, Bayern, Deutschland<br />

47


2<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder 3<br />

Kreislaufwirtschaft<br />

Bereitstellung, Rücknahme und<br />

Aufbereitung von Ausbauprodukten<br />

1. Die Lindner Group<br />

Die Lindner Group ist Europas führender Komplettanbieter – Hersteller und Dienstleister –<br />

für Innenausbau, Gebäudehülle, Gebäudetechnik und Isoliertechnik. Wir sind ein echtes<br />

Familienunternehmen und verstehen uns auf das «Bauen mit neuen Lösungen», die Entwicklung<br />

und Ausführung von passgenauen und dennoch flexiblen Projektlösungen und<br />

Raumkonzepten. Und das in allen Leistungsphasen: von der ersten Idee, über den Entwurfs-<br />

und Planungsprozess bis hin zur Abwicklung und Montage sowie nachfolgendem<br />

Service – für Neubau, Umbau und Sanierung.<br />

Über die letzten Jahrzehnte hinweg haben wir uns zu einem technisch starken und zuverlässigen<br />

Partner mit wirtschaftlich grundsolider Basis entwickelt. Wir übernehmen Verantwortung<br />

für eine lebenswerte Zukunft, während wir die Themen Digitalisierung und<br />

Nachhaltigkeit durch innovative Lösungen vorantreiben. Mit fortschrittlichen Konzepten wie<br />

Cradle to Cradle Certified ® , schadstoffarmen Produkten und durchdachten Raumkonzepten<br />

wollen wir Mehrwert schaffen – für Ihr Projekt, für die Menschen und die Umwelt. Als<br />

Dienstleister und Arbeitgeber stellen wir den Menschen in den Mittelpunkt. Das merkt auch<br />

der Kunde: Wir haben Freude an der Arbeit, sind von unserem Tun überzeugt und stolz auf<br />

das, was wir können.<br />

Vom bayerischen Arnstorf aus betreiben wir mit unseren gut 7.500 Mitarbeitern zahlreiche<br />

Produktionsstätten und Tochtergesellschaften in mehr als 20 Ländern.<br />

2. Kreislaufwirtschaft<br />

2.1. Definition<br />

Die Kreislaufwirtschaft ist der materialbezogene Teil des Zirkularwirtschaftssystems. Die<br />

Zirkularwirtschaft ist ein nachhaltiges Wirtschaftssystem, das planetare Grenzen achtet<br />

und natürliche Primärressourcen für nachfolgende Generationen möglichst hochwertig erhält,<br />

indem Produkte aus nachwachsendenden oder wiedergewonnenen Rohstoffen unter<br />

Einsatz erneuerbarer Energie hergestellt werden und mit minimierten Qualitätsverlust im<br />

Kreislauf geführt werden. [1]<br />

2.2. Pionier der Kreislaufwirtschaft<br />

Die Grafiken, Architekturmodelle und Fotografien des ÖkoVisionärs Friedensreich Hundertwassers<br />

belegen seinen engagierten Einsatz für den Erhalt natürlicher Lebensräume und<br />

für ein Leben im Einklang mit der Natur. Friedensreich Hundertwasser, der vorrangig als<br />

Maler, aber auch in den Bereichen Architektur und Umweltschutz tätig war, zeigt in seinen<br />

Arbeiten eine fantasievolle Lebendigkeit und Individualität durch die Einbeziehung der Natur<br />

in die Architektur. 1982 hat der den «Friedensvertrag mit der Natur» ins Leben gerufen.<br />

Der Vertrag ist ein symbolisches Dokument, das die Verantwortung des Menschen gegenüber<br />

der Natur betont und zu Bewahrung der Umwelt aufruft. Der siebte Punkt des Friedensvertrag<br />

fordert die eindeutige Ausrichtung zur Kreislaufwirtschaft.<br />

«7. Die menschliche Gesellschaft muß wieder eine abfalllose Gesellschaft werden. Denn<br />

nur der, der seinen eigenen Abfall ehrt und wiederverwertet in einer abfalllosen Gesellschaft,<br />

wandelt Tod in Leben um und hat das Recht auf dieser Erde fortzubestehen.<br />

Dadurch, daß er den Kreislauf respektiert und die Wiedergeburt des Lebens geschehen<br />

läßt.» [2]<br />

49


4<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

3. R-Strategien als Framework [3]<br />

Die Circular Economy ist ein Konzept für die Transformation von einer linearen zu einer<br />

zirkulären Form der Wertschöpfung. Sie ist ein ganzheitlicher und systemischer Ansatz hin<br />

zu einer nachhaltigen Entwicklung und verfolgt das Ziel der zirkulären Umgestaltung unserer<br />

Wirtschaft über Produktion, Konsum und Entsorgung hinweg.<br />

Durch zirkuläre Strategien sollen Stoffkreisläufe geschlossen und langfristig ein regeneratives<br />

System aufgebaut werden, in dem Wertschöpfung, Wohlstand und Versorgungssicherheit<br />

innerhalb der planetaren Grenzen ermöglicht werden.<br />

Der Werterhalt von Rohstoffen, Materialien und Produkten und die Minderung des Ressourcenverbrauchs<br />

stehen hier an erster Stelle. Der bereits bestehende und weiter zunehmende<br />

Ressourcenmangel erfordert es, die wirtschaftliche Entwicklung vom Umfang des<br />

Ressourceneinsatzes zu entkoppeln.<br />

Erreicht werden soll dies durch verschiedene Maßnahmen wie die Steigerung der Energieund<br />

Ressourceneffizienz, ressourcenschonendes Design, Produktlebenszeitverlängerung,<br />

Rohstoffrückgewinnung uvm.<br />

Für die Umsetzung einer Circular Economy bietet das sogenannte R-Framework Strategien<br />

für den zirkulären Umgang mit Rohstoffen im gesamten Lebenszyklus. Die R-Strategien<br />

sind hierarchisch gegliedert, ergänzen sich gegenseitig und koexistieren. Die Normung<br />

kann die einzelnen Strategien in ihrer Umsetzung unterstützen.<br />

Die R-Strategien umfassen das gesamte Leben eines Rohstoffs oder Produkts – beginnend<br />

mit der Ressourcenentnahme, über das Produktleben bis hin zum Lebensende. Alle R-Strategien<br />

haben das Ziel, den Verbrauch an Primärressourcen zu reduzieren und den Einsatz<br />

von Sekundärrohstoffen zu fördern.<br />

Abbildung 1: R-Strategien im Verlauf des Lebenszyklus [1]<br />

50


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder 5<br />

4. Ausdifferenzierte Definitionen<br />

4.1. Position der KNBau<br />

Die Kommission Nachhaltiges Bauen (KNBau) berät das Umweltbundesamt (UBA) in Fragen<br />

des nachhaltigen Bauens. Die KNBau möchte die wissenschaftliche Diskussion zum nachhaltigen<br />

Bauen in die Praxis bringen. Mit ihrer interdisziplinären Besetzung führt das Expertengremium<br />

Umwelt-, Gesundheits- und Klimaschutz zusammen und verankert eine<br />

ökologisch geprägte Sichtweise auf das Bauwesen.<br />

Die Kommission Nachhaltiges Bauen (KNBau) legt anlässlich der Nationalen Kreislaufwirtschaftsstrategie<br />

in dem Positionspapier «Transformation zu einer zirkulären Bauwirtschaft<br />

als Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung» eine Vision für eine zirkuläre Bauwirtschaft<br />

vor. Sie empfiehlt ausdifferenzierte Definitionen für Verwertungswege, um Greenwashing<br />

zu reduzieren und zeigt Möglichkeiten, wie die Zirkularität von Bauprodukten in einem<br />

Label ausgewiesen werden kann. Zahlreiche Maßnahmenvorschläge skizzieren die Transformation<br />

zu einer Bauwirtschaft in planetaren Grenzen. Die Kreislaufwirtschaft ist demnach<br />

nur der materialbezogene Teil einer ganzheitlichen Zirkularwirtschaft.<br />

4.2. Beispiele für ausdifferenzierte Definitionen<br />

In ihrem Positionspapier beschreibt die KNBau 5 Kernbotschaften. Die erste Kernbotschaft<br />

lautet:<br />

«Das Verständnis für eine Zirkularwirtschaft muss gefördert werden»<br />

Ziel der Zirkularwirtschaft ist die Reduzierung der Inanspruchnahme primärer Ressourcen<br />

auf ein erforderliches Minimum innerhalb planetarer Grenzen. Das Schließen von Stoffkreisläufen<br />

ist Mittel zum Zweck und muss den stofflichen Wert von Produkten weitestgehend<br />

erhalten. Um Greenwashing zu verhindern, sind ausdifferenzierte Definitionen<br />

der Qualitäten von Verwertungswegen festzuschreiben.<br />

Das vorherrschende babylonische Sprachengewirr im Themenkomplex der Kreislaufführung<br />

ermöglicht Unschärfen, Interpretationsspielraum, beschönigt die Erfolge der Kreislaufführung<br />

und führt zu Greenwashing. Es ist dringend erforderlich, eindeutige Definitionen<br />

verbindlich festzuschreiben als Voraussetzung für klare Regulierungen sowie deren<br />

zweifelsfreie Auslegung und Umsetzung. Dazu müssen bestehende Definitionen überarbeitet,<br />

geschärft und bundes- und EU-weit harmonisiert werden. Derzeit wird im CEN TC 350<br />

SC1 an den Grundlagen für die Beschreibung, Bewertung und Kommunikation der Kreislauffähigkeit<br />

von Bauprodukten und Bauwerken gearbeitet. Die hier vorgeschlagenen Begriffe<br />

und Definitionen sollen in die Diskussion eingebracht werden. [1]<br />

Um Eindeutigkeit bemüht und unter Berücksichtigung des Fachdiskurses schlagen die<br />

Autoren daher folgende Definitionen (2 Beispiele) für den Bereich der Kreislaufführung<br />

von Bauprodukten vor.<br />

51


6<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

5. Kreisläufe bei der Lindner Group<br />

5.1. Was bedeutet Kreislaufwirtschaft für Lindner<br />

Mithilfe des zirkulären Bauens werden Produkte und Ressourcen in intelligent geplanten,<br />

geschlossenen Kreisläufen geführt. Dies bedeutet, dass bereits bei der Konzeption der<br />

Systemprodukte an eine Wiederverwendung bzw. sinnvolle Verwertung gedacht wird. Somit<br />

können die Produkte am Ende ihrer Nutzungsphase in ihre Bestandteile zerlegt oder auch als<br />

ganze Komponente im Kreislauf geführt werden. Unterstützt wird dieses Prinzip durch das<br />

Lindner Baukastensystem: Unsere Systemprodukte für Decke, Boden und Wände sind perfekt<br />

aufeinander abgestimmt, möglichst modular aufgebaut und einfach rückbaubar.<br />

5.2. Unsere Wege des zirkulären Bauens<br />

Abbildung 2: Kreisläufe bei der Lindner Group (eigene Darstellung)<br />

Im Sinne der Kreislaufwirtschaft werden Materialien und Wertstoffe in einem Kreislauf<br />

geführt. Hierzu unterscheiden wir zwischen verschiedenen Wegen der Zirkularität:<br />

Erhalten: Unser Ziel ist es, Produkte so zu entwerfen und zu fertigen, dass sie möglichst<br />

lange am selben Einbauort genutzt werden und so die optimale Wertschätzung erhalten.<br />

Eine gleichbleibende Qualität und erweiterte Langlebigkeit wird durch Services in Form von<br />

Instandhaltung, Wartung oder Reparatur gewährleistet.<br />

Wiederverwendung: Das Ausgangsprodukt wird demontiert und ohne Aufbereitung<br />

direkt wiederverwendet. Dabei kann das Produkt entweder im gleichen oder in einem anderen<br />

Gebäude eingesetzt werden. Die ökologische, ökonomische sowie funktionale Qualität<br />

bleibt fast vollständig erhalten.<br />

Aufbereitung: Ist die Wiederverwendung nicht direkt möglich, wird das Produkt bzw.<br />

dessen Komponenten nach einem zerstörungsfreien Rückbau wieder in die Produktion<br />

zurückgeführt: Dort werden die Komponenten aufbereitet und dienen entweder dem ursprünglichen<br />

oder einem neuen Verwendungszweck. Um die Komponenten möglichst lange<br />

im Kreislauf weiterzuführen, bietet Lindner für verschiedene Produkte Rückgabeoptionen<br />

und Mietmodelle im Sinne von «Innenausbau as a Service» an.<br />

Verwertung: Die einzelnen Bestandteile des Produkts werden separiert und als Material<br />

erneut im Herstellungsprozess verwendet. Restmaterialen aus Produktion, Rückbau, Baustelle<br />

oder von Industriepartnern werden in ihrer Gestalt aufgelöst und als Rohstoff zur<br />

Herstellung unserer Produkte verwertet.<br />

Materialien, die nicht selbst verwertet werden können, gelangen in einen externen Materialoder<br />

Stoffkreislauf.<br />

52


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder 7<br />

6. Rücknahmefähige Doppelboden-Platten<br />

Abbildung 3: Das möchten wir vermeiden (eigene Darstellung)<br />

«Entsorgen war gestern, wiederverwenden ist heute»<br />

Seit mehr als 12 Jahren beschäftigt sich der Geschäftsbereich Boden mit dem Thema nachhaltiges<br />

Bauen. So haben wir bereits im Jahr 2010 die erste Ökobilanz erstellt und nur ein<br />

Jahr später das erste CO2-neutrale Doppelbodensystem auf den Markt gebracht. Die Rücknahmegarantie<br />

für Lindner Bodensysteme sowie mehrere Zertifizierungen nach dem Cradle<br />

to Cradle Certified® Produktstandard waren für uns selbstverständliche Schritte der<br />

Weiterentwicklung.<br />

Mit der Erweiterung unseres Produktportfolios um aufbereitete Bodenplatten im Jahr 2021<br />

haben wir uns weiter auf den Weg in Richtung Kreislaufwirtschaft gemacht. Ganz nach dem<br />

Circular-Economy-Gedanken verwenden wir Produkte und Materialien am Ende ihrer Nutzungsdauer<br />

weiter. So können Abfall vermieden sowie Emissionen und Ressourcen eingespart<br />

werden.<br />

Unser Angebot<br />

Sie sanieren gerade ein Gebäude und sind auf einen gut erhaltenen Doppelboden gestoßen?<br />

Melden Sie sich bei uns. Wir kommen zu Ihnen, begutachten die Platten und unterbreiten<br />

Ihnen ein Angebot. Mit der Lieferung der gebrauchten Bodenplatten an uns werden Ihre<br />

Kosten wesentlich geringer sein als bei der sonst notwendigen Deponierung.<br />

Ihre Vorteile<br />

– deutliche Kostenersparnis bei der Entsorgung<br />

– aktiver Beitrag zu Klimaschutz und Ressourcenschonung<br />

– einfache Abwicklung dank unserem Angebot für den Ausbau und Transport<br />

in unser Werk<br />

Unsere Motivation<br />

Wir engagieren uns für die Umwelt und möchten der Rohstoffknappheit entgegenwirken:<br />

Statt einer aufwendigen Entsorgung am Ende der Nutzungsdauer setzen wir deshalb auf<br />

die Wiederaufbereitung von Baumaterialien.<br />

Mit unseren aufbereiteten Doppelbodenplatten LOOP aurum und LOOP prime aus gebrauchten<br />

Gipsfaserplatten sowie RELIFE aus gebrauchten Holzwerkstoffplatten wirken wir<br />

der Verschwendung wertvoller Ressourcen entgegen und schonen dadurch die Umwelt.<br />

53


8<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Ablauf<br />

Abbildung 4: Ablauf der Rücknahme (eigene Darstellung)<br />

7. LinLoop – Zirkuläre Geschäftsmodelle<br />

Wir schließen den Kreis: Mit unseren nachhaltigen Geschäftsmodellen bringen wir die Kreislaufwirtschaft<br />

in die Praxis! Angepasst an den deutschen, österreichischen und schweizerischen<br />

Markt bieten wir mit LinLoop flexible Miet- und Rückgabeoptionen, die ökonomische,<br />

ökologische und soziale Faktoren vereinen. Dabei gewährleisten wir einen sorgsamen<br />

Umgang mit unseren Ressourcen und ermöglichen gleichzeitig die individuelle Gestaltung<br />

von zukunftsfähigen Arbeitswelten.<br />

7.1. Aufbereitete Produkte<br />

« How to improve a perfect product? Reuse it! » Das war unser erster Gedanke bei<br />

der Weiterentwicklung unseres Produktangebots an ReUsed Products. ReUsed steht dabei<br />

für Baumaterialien bzw. Produkte, die von Anfang an so gestaltet sind, dass sie möglichst<br />

in geschlossenen Kreisläufen geführt werden – und am besten in einer 1:1-Wiederverwendung<br />

genutzt werden können. Darüber hinaus bieten wir im Sinne der Weiterverwendung<br />

auch eine Rücknahme von gebrauchten Produkten, wie unseren Calciumsulfat-Bodenplatten<br />

an. Diese werden dann in unserem Werk aufbereitet und als gleichwertige Gebrauchtprodukte<br />

weiterverkauft. Genauso kümmern wir uns um die fachgerechte Entsorgung bzw.<br />

das Recycling am Ende der Nutzungsphase.<br />

7.2. Kauf mit Rückgabe<br />

Bei unserem Rückgabemodell erwerben Sie unsere reversiblen Systemprodukte wie gewohnt<br />

– das heißt, als Kunde zahlen Sie den gesamten Kaufpreis und sind vollständiger<br />

Eigentümer. Anders als bei einem gewöhnlichen Kauf wird hier zusätzlich zum Werkvertrag<br />

eine Vereinbarung geschlossen, in welcher sich beide Vertragsseiten zu einer Rückgabe/<br />

Rückkauf verpflichten. Nach einem Zeitfenster von 10 bis 30 Jahren können Sie die Produkte<br />

zurückgeben und erhalten einen attraktiven Restwert. Damit ersparen Sie sich nicht<br />

nur die Entsorgung, sondern decken im Regelfall auch die Rückbaukosten. Optional können<br />

Sie außerdem einen jährlichen Wartungsvertrag mit uns abschließen.<br />

7.3. Miete von Systemprodukten<br />

Egal ob Sie einen Doppelboden, Deckensysteme, Trennwände oder den kompletten Innenausbau<br />

mieten möchten – wir machen es möglich! Bei unserem Mietmodell schließen wir<br />

einen Mietvertrag mit Ihnen als Gebäudeeigentümer über einen Zeitraum von 5 bis 10<br />

54


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder 9<br />

Jahren. Eine Vertragsverlängerung ist daraufhin möglich. Dank monatlicher Zahlungen verbessern<br />

Sie Ihre Liquidität, erhöhen die Eigenkapitalquote und verkürzen die Bilanz. Eine<br />

jährliche Inspektion sowie Montage und Demontage der Ausbauprodukte sind im Mietpreis<br />

inbegriffen. Räumliche Änderungen und Umbaumaßnahmen sind genauso möglich, der<br />

Mietpreis wird entsprechend angepasst.<br />

8. Kreislaufwirtschaft: Deutlich mehr als nur Recycling<br />

8.1. Strukturwahrendes und wirtschaftliches Recyclingverfahren<br />

Abbildung 5: Patentiertes Verfahren zum Gips-Recycling (eigene Darstellung)<br />

8.2. Glastrennwandprofile aus dem Holzwerkstoff GCC<br />

GCC (German Compact Composite)?<br />

Abbildung 6: GCC, German Compact Composite (eigene Darstellung)<br />

55


10<br />

Bereitstellung, Rücknahme und Aufbereitung von Ausbauprodukten | J. Steretzeder<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 7: Lindner Life Stereo GCC (eigene Darstellung)<br />

9. Literaturverzeichnis<br />

[1] Anette Hillebrandt, Dirk A. Schwede, Josef Steretzeder: Transformation zu einer zirkulären<br />

Bauwirtschaft als Beitrag zu einer nachhaltigen Entwicklung. Juni 2024<br />

[2] Friedensreich Hundertwasser, Auszug aus: Konkrete Utopien für die grüne Stadt, Rede im<br />

Rahmen des Symposiums der Internationalen Gartenbauausstellung IGA 1983, München<br />

[3] www.din.de/de/forschung-und-innovation/themen/circular-economy/normungsroadmapcircular-economy<br />

(Februar 2025)<br />

56


Block A1<br />

Produktion – einfach und effizient


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser 1<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse,<br />

Nummern 1:1 am Element einblenden<br />

Ing. ETH Benjamin Fankhauser<br />

woodtec Fankhauser GmbH<br />

Pfaffnau, Schweiz<br />

59


2<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

60


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser 3<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse,<br />

Nummern 1:1 am Element einblende<br />

1. Von Maschinentechnik zu Augmented Reality<br />

Woodtec Fankhauser konzipiert und produziert seit 1987 Maschinentechnik für Holzbau-<br />

Unternehmen. Einerseits ist das Unternehmen für seine Vakuum-Anlagen für die Produktion<br />

von Brettsperrholz bekannt, andererseits für Fertigungsanlagen und Maschinen für den<br />

Holzrahmenbau.<br />

1.1. Flexible Einzelfertigung statt industrielle Massenfertigung<br />

Im Gegensatz zu anderen Herstellern bieten wir keine automatisierten Produktionsstrassen<br />

an und unsere Anlagen konzentrieren sich weniger auf die Umsetzung der bekannten Prinzipien<br />

der Industralisation d.h. Herunterbrechen der Fertigung auf einzelne Arbeitsschritte<br />

und Massenfertigung.<br />

Unsere Anlagen sind modular aufgebaut und ermöglichen Flexibilität sowohl in Bezug auf<br />

die herzustellenden Produkte, als auch deren Form und Grösse. Unsere Maschinentechnik<br />

richtet sich nicht an Unternehmen die den Massenmarkt beliefern, sondern an modernen<br />

Holzbau, wo kein Projekt und kein Bauteil dem anderen gleicht.<br />

1.2. Handwerker in den Mittelpunkt rücken<br />

Diese Unternehmen weisen einen relativen geringen Automatisierungsgrad auf und deren<br />

Mitarbeiter sind ein sehr wichtiger Erfolgsfaktor. Entgegen anderen Ansätzen der Industrialisierung<br />

soll durch unsere Maschinentechnik der Handwerker nicht ersetzt werden. Er soll<br />

durch Maschinen körperlich entlastet werden, damit er produktiv bleibt. Die Maschinen<br />

müssen aber einfach zu bedienen sein und ihm solche Entscheidungsfreiheit geben, dass<br />

er sein volles Potential entfalten kann und nicht durch die Maschine an Produktivität einbüsst<br />

oder durch sie in der Arbeit eingeschränkt ist.<br />

Diese Logik beeinflusst auch unser frühes Interesse an Augmented Reality. Wir stellten uns<br />

nicht die Frage, wie kann der Handwerker sonst noch durch Maschinentechnik ersetzt<br />

werden, bzw. nur noch zum Bediener werden, sondern wie kann der Handwerker durch<br />

Technologie augmentiert werden. Ähnliche Bestrebungen die z.B. zur Entwicklung von passiven<br />

Exoskeletten geführt haben. Das entspricht der woodtec Firmenphilosophie.<br />

1.3. Die Herausforderung: Pläne, Masse, Nummern<br />

1:1 am Element einblenden<br />

Anstoss zur Entwicklung der AR kam interessanterweise während der Konzeption unseres<br />

Multifunktionsportals auf. Unser MFP ist gegenüber anderen CNC-Portalen ein benutzergesteuertes<br />

Portal, das dem Bediener mühsame Arbeiten abnimmt, das er aber immer noch<br />

selber bedient und ansteuert.<br />

Die Frage, welche wir uns immer wieder stellten, war, ob es nicht für Benutzer, für die ein<br />

Invest in ein Multifunktionsportal nicht in Frage kam, eine Lösung gab, um das Bearbeiten<br />

der Beplankung zu verschnellern. Das Abklammern mit einem Inliner oder Skater erschien<br />

uns produktiv, hingegen nahm die Vorbereitung viel Zeit ein, das Anzeichnen der Position<br />

der unter der Beplankung versteckten Ständern, mit Schlagschnur zu zweit, oder Schiene.<br />

Welche Optionen gäbe es, um diese Ständer auf einfache Art sichtbar zu machen.<br />

Und um den Faden weiter zu spinnen, würde das neue Möglichkeiten ergeben, nicht nur<br />

Ständer sondern auch Bauteilnummern bzw. den ganzen Plan inkl. Bemassungen sichtbar<br />

zu machen. Oder sogar ganz auf Papierpläne zu verzichten, ähnlich den grossen Bildschirmen,<br />

die viele heute bei jeder Arbeitsstation haben, statt den Papierplänen. Aber auf der<br />

Arbeitsstation in Echtgrösse und nicht nebenbei an der Wand. Was könnte durch eine solche<br />

Technologie sonst noch an Zeit gewonnen werden. Denn gerade der Zusammenbau<br />

des Rahmens macht vielfach bis 50% der Zeit aus und kann nicht durch ein Nagelportal<br />

beschleunigt werden.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

1.4. Direkte Projektion (Laser/Beamer)<br />

Anfänglich haben wir eine direkte Projektion des Plans auf den Arbeitsplatz getestet. Einige<br />

Firmen setzen dafür Laser ein, bei diesen erschien uns jedoch die begrenzte Informationsmenge<br />

limitierend, die ansonsten zum Flimmern der Anzeige führte.<br />

Wir haben verschiedenste Projektorensysteme gestestet. Laser und Beamer haben den<br />

Vorteil, dass sie für alle Mitarbeiter der Vorfertigung immer sichtbar sind und eine relativ<br />

hohe Genauigkeit aufweisen.<br />

Gerade bei den Beamern stellte sich die Lichtstärke und das Kontrastverhältnis als riesiges<br />

Problem dar, besonders in hellen Produktionshallen, die teilweise noch direkter Sonneinstrahlung<br />

ausgesetzt waren. Ein weiteres Problem war der Schattenwurf durch den Bediener,<br />

der genau immer die Infos verdeckte, die man eigentlich zum Arbeiten brauchte.<br />

Weitere Bedenken wie die hohen Installations- und Materialkosten führten uns schliesslich<br />

dazu die ursprünglich ausser acht gelassene und relativ neue Technologie der Augmented<br />

Reality Headsets genauer ins Auge zu fassen.<br />

1.5. Vorteile Augmented Reality<br />

Erste Tests mit Headsets begeisterten uns entgegen allen Erwartungen. Offensichtliche<br />

Vorteile der Technologie waren die unbegrenzte Anzeigemöglichkeiten (Farben, Flächen,<br />

Transparenzen und einstellbarer Helligkeit). Dazu kam die Interaktivität mit den Objekten,<br />

Menüführung per Gesten- oder Sprachsteuerung.<br />

Ein weiterer wichtiger Vorteil war, dass man nicht wie bei direkter Projektion an einen<br />

Arbeitsplatz gebunden war, da man das Headset im ganzen Betrieb und evtl. sogar auf der<br />

Baustelle verwenden konnte. Eine Darstellung von räumlichen 3D Objekten und Modellen<br />

war ein weiterer Vorteil, der die offensichtlichen Nachteile eines am Kopf zu tragenden<br />

Headsets sowie gewisse Benutzerspezifische Anzeigeungenauigkeiten schnell wettzumachen<br />

versprach.<br />

2. Technik und Geräte<br />

2.1. VR, AR und xR kurz erklärt<br />

Virtual Reality (VR): Komplette Immersion in einer virtuellen Welt ohne Bezug zur Wirklichkeit,<br />

hauptsächlich in Videosgames oder für Renderings im Bereich Architektur, aber<br />

nicht tauglich für produzierendes Arbeitsumfeld.<br />

Augmented Reality (AR): Virtuelle Welt wird über die Wirklichkeit gelegt, z.B. via Smartphone<br />

oder Head-Up Display im Auto. Zusätzliche Infos zur Wirklichkeit können jederzeit<br />

aufgerufen und eingeblendet werden.<br />

Mixed Reality (xR): Virtuelle Welt integriert in die Wirklichkeit, Interaktionen zwischen<br />

beiden Welten sind möglich. Objekte und Menüs können virtuell bewegt werden, als wären<br />

sie real und werden so fester Bestandteil der Wirklichkeit.<br />

Unser geplanter Anwendungsfall im Holzbau fiel deutlich in die letztere Sparte der mixed<br />

Reality, weshalb unsere App das Kürzel «xR» trägt. Da der Begriff Augmented Reality aber<br />

umgangssprachlicher ist, wird er häufig als Synonym verwendet.<br />

2.2. DoFs und Anchoring<br />

Für eine Darstellung von Anzeigeinhalten in der Wirklichkeit gibt es verschiedene Ankermöglichkeiten,<br />

die von den Freiheitsgraden (Degrees-of-Freedom) des Systems abhängig sind.<br />

0 DoF Systeme: Sind gleichzusetzen mit Datenbrillen wie Google Glass oder dem Schweizer<br />

Startup Almer Technologies. Auch wenn eine 3D Darstellung über zwei Bildschirme<br />

(einer pro Auge) möglich ist, bleibt das System vom Prinzip her ein Bildschirm vor den<br />

Augen. Wenn man den Kopf bewegt, bewegt sich der Bildschirm mit.<br />

3 DoF Systeme: Detektion bzw. Tracking von Kopfbewegungen (Roll, Pitch, Yaw), aber<br />

nicht Translation (x, y, z) ermöglicht ein Bodyanchoring. Wenn man den Kopf bewegt,<br />

bleibt der Bildschirm im Raum stehen, als wäre es ein fixer Monitor. Hingegen folgt einem<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser 5<br />

das Objekt, wenn man aufsteht und den Raum verlässt. Ist vor allem für Consumer-Produkte<br />

wie XReal Geräte spannend, deren Hauptanwendung Internet-Surfen oder Video anschauen<br />

ist und die riesige, leinwandähnliche Computerlebnisse möglich machen.<br />

6 DoF Systeme: Kameras, Distanz- und Bewegungssensoren generieren ein räumliches<br />

Modell, das es erlaubt Objekte an einem Punkt fix zu verankern und den Eindruck vermittelt,<br />

dass dieses Objekt einen Platz in der Wirklichkeit einnimmt.<br />

Letztere Systeme sind die technisch aufwändigsten, brauchen am meisten Leistung und<br />

Platz. Ausserdem haben sie einen viel höheren Preis. Um einen Fertigungsplan in der Wirklichkeit<br />

anzuzeigen und nicht nur wie ein Bildschirm an der Wand, ist aber zwingend ein<br />

Tracking der Wirklichkeit mit 6 Freiheitsgraden notwendig.<br />

2.3. Waveguides vs. Bildschirme<br />

Um Anzeigeinhalte dem menschlichen Auge zuzuführen gibt es verschiedene Methoden.<br />

Bildschirme: Die meisten VR Headsets wie Occulus-Rift oder Meta-Quest Pro besitzen<br />

zwei hochauflösende Micro-OLED Bildschirme, die so mit Daten gespiesen werden, dass<br />

ein räumliches 3D Bild entsteht. Auch wenn diese über einen See-Through Modus verfügen,<br />

der es ermöglicht, die Wirklichkeit zu sehen, handelt es sich über eine von Kameras gefilmte<br />

Wirklichkeit, die dann auf den Bildschirmen angezeigt wird. Die meisten Geräte<br />

kämpfen hier mit einer zeitlichen Verzögerung (lag) und einem Auflösungsproblem, das<br />

eine Nutzung des See-Through Modus auf längere Zeit unmöglich machen, mit Übelkeit,<br />

Schwindel und Stolperquelle als aufgeführte Probleme. Die modernsten Headsets wie die<br />

Apple Vision Pro scheinen das Problem der Verzögerung gut in den Griff bekommen zu<br />

haben. Vorteil dieser Anzeigetechnik ist die hohe Auflösung der virtuellen Objekte.<br />

Projektion: Ähnlich einem Headup-Display im Auto, wo ein seitlich befindliches Bildschirmbild<br />

auf die Windschutzscheibe projiziert wird, projizieren gewisse Brillen wie z.B.<br />

die xReal das Bild von einem seitlich befindlichen Bildschirm auf ein durchsichtiges Glas.<br />

Der Vorteil hiervon ist, dass die virtuelle Anzeige der realen Welt überlagert ist.<br />

Lichtleiter-Technologie: Da seitliche Bildschirme mehr Platz einnehmen, verfügen die<br />

modernsten Headsets wie die MagicLeap oder die Microsoft Hololens 2 über Micro-Projektoren,<br />

die Licht auf ein mit Nanokristallen beschichtetes Glas, so genannten Waveguides,<br />

einführen. Dieses wird im Glas geleitet (bzw. vielfach gespiegelt) und verlässt dieses in<br />

genau definierten Winkeln und genau definierten Positionen und erlaubt somit virtuelles<br />

Projektorenlicht der durchspiegelnden Wirklichkeit zu überlagern.<br />

2.4. Microsoft Hololens 2<br />

Für unseren Anwendungsfall erschien die Microsoft Hololens 2 das geeignetste Gerät zu<br />

sein. Es vereint ein Tracking-System mit 6 Freiheitsgraden, bietet Gestenerkennung und<br />

Sprachsteuerung zur Interaktivität, modernste Lichtleiter-Technologie, d.h. man sieht immer<br />

die eigene Wirklichkeit ohne Zeitverzögerung vor Augen und hat vom Formfaktor her<br />

genügend Platz um die Augen, dass man das Headset über eine Korrekturbrille tragen<br />

kann.<br />

Das Visier mit der Datenanzeige lässt sich auch ganz einfach hochklappen und das Gewicht<br />

ist gut am Kopf verteilt, was hohen Tragekomfort bietet.<br />

Ein Microsoft Betriebssystem macht das System benutzerfreundlich und kompatibel mit<br />

vorhandener IT-Infrastruktur bzw. ermöglich es auch andere Apps für zusätzliche Anwendungen<br />

auf der gleichen Brille zu installieren.<br />

3. TimberPlan xR App<br />

3.1. Preisgekrönte Partnerschaft<br />

In Partnerschaft mit der Firma AugmentIT konnten wir bereits 2020 interessierten Firmen<br />

und Kundenbetrieben eine Proof-of-Concept Lösung vorstellen, mit Anzeige eines fixen<br />

Plans auf einem AR Headset. Wir liessen uns von der allgemeinen Begeisterung anstecken<br />

und brachten 2021 eine erste funktionale Version 1.0 heraus, die auch bereits einen ersten<br />

industriellen Anwender fand.<br />

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Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2022 wurde die App mit dem Best of Swiss Apps in der Kategorie Extended Reality ausgezeichnet.<br />

Der Jury gefiel der funktionale Aspekt für eine praktische, industrielle Anwendung,<br />

ohne viel Schnickschnack.<br />

Der eigentliche Markteinstieg erfolgte 2023 mit der «TimberPlan xR» getauften App. Die<br />

vollen Funktionalitäten mit Support für alle gängigen 2D CADs, sowie Import und Anzeige<br />

von 3D Objekten stehen mit der Version 2.3 seit 2024 zur Verfügung.<br />

3.2. Ausgabe und Anzeige von 2D Fertigungsplänen<br />

Die Pläne werden in allen gängigen CADs genau wie bei einer Planausgabe auf Papier aufbereitet<br />

und mit den für den Benutzer relevanten Informationen versehen. Das Erstellen<br />

und Anzeigen eines 2D Fertigungsplans war für uns aufgrund der Vermassung relevant.<br />

Einerseits entstehen so keine Probleme aufgrund von Anzeigeungenauigkeiten bzw. unterschiedlichen<br />

Wahrnehmungen der Hologramme. Andererseits sind zur Qualitätskontrolle<br />

Bemassungen unerlässlich, die der Arbeiter entsprechend einzuhalten weiss.<br />

Alle Kommentare, Masse oder farblichen Änderungen werden im File festgehalten und statt<br />

auf Papier ausgedruckt, als .dxf exportiert und via USB Kabel auf die Hololens transferiert.<br />

Diese konvertiert die Daten und zeigt diese am Elementnullpunkt an.<br />

3D Daten eines jeden Bauteils können in den gängigen Exportformaten .glb/.obj ebenfalls<br />

auf die Hololens transferiert werden und dort als masstäblich reduzierte Modelansicht zu<br />

Rate gezogen werden.<br />

3.3. Arbeitsplätze verankern<br />

Das Verankern eines Plans in der Wirklichkeit geht sehr schnell über Einlesen von QR-<br />

Codes (dank der Kameras des Headsets genügt es dazu, den QRC während 3 Sekunden<br />

anzuschauen). Diese können an bestehenden Arbeitsplätzen angebracht werden, oder<br />

dank einer speziellen Winkelanschlagplatte an frei wählbaren Orten gesetzt werden bzw.<br />

an bereits gefertigten Teilen neu ausgerichtet werden. Das macht das Einrichten einfach<br />

und komplett standortunabhängig.<br />

3.4. Die Funktionalitäten<br />

Bauteile auslegen: Die Pläne werden mit allen Bauteilinfos, Vermassungen, Färbungen<br />

und Schattierungen genauso auf dem Arbeitsplatz einblendet, wie es auf dem PC in reduziertem<br />

Massstab definiert wurde (Abbildung 1).<br />

Bauteile scannen: Alle Bauteilnummern des Elements werden anzeigt und können per<br />

Knopfdruck oder Sprachsteuerung ausgewählt werden. Die App zeigt sofort die Position<br />

jedes Bauteils an, wodurch man jedes Holz nur einmal in die Hand nimmt und nicht lange<br />

suchen muss, wo es verbaut wird bzw. der Abbundstapel erst mal nach den richtigen Stücken<br />

durchsortiert werden müssen (Abbildung 2).<br />

3D Modell: Ein masstäblich reduziertes 3D Modell kann zum besseren Verständnis vor<br />

Beginn der Arbeit eingeblendet, gedreht und bewegt werden. Zoomen ermöglicht auch<br />

Ausführungsdetails während der Arbeit besser zu verstehen und umzusetzen (Abbildung 3).<br />

Beplankung heften: Dank der Anzeige von unter der Beplankung versteckten Ständern<br />

und Öffnungen wird das Abklammern per Inliner zum Kinderspiel. Schlagschnur und Massband<br />

kann man getrost in der Tasche lassen. Auch Infos zu den Durchbrüchen sind praktisch,<br />

ob man mit Bündigfräser unterwegs ist, oder per Bleistift und Meter nochmals das<br />

richtige Mass anzeichnen muss, man sieht sofort, was man wo machen muss (Abbildung 4).<br />

Elektrolayer & Zusatzinfos: Die App ermöglicht das Ein- und Ausblenden von verschiedenen<br />

Infos gruppiert in Ansichten, je nach Bearbeitungsschritt. So können z.B. Infos für<br />

die Verkabelung eingeblendet während dieser Bearbeitungsschritt aktuell ist, oder Kontrollmasse<br />

im letzten Arbeitsschritt speziell hervorgehoben werden (Abbildung 5).<br />

Virtueller Monitor: Weitere Details können über einen virtuellen Monitor übermittelt werden.<br />

Dieser erlaubt es .pdfs mit 3D Ansichten oder Detailschnitten anzuzeigen, und damit<br />

zu interagieren, als hätte man einen realen Touchscreen-Bildschirm vor sich.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser 7<br />

3.5. Die Vorteile<br />

Zeitersparnis: Papierlose Fertigung erspart viel Aufwand in der Arbeitsvorbereitung und<br />

Organisation. In der Fertigung kann man bei vielen Arbeitsschritten Zeit sparen, da man<br />

nichts mehr Einmessen oder Anzeichnen muss. Verdeckte Ständer z.B. sind zum Abklammern<br />

sofort sichtbar. Bauteile werden nur noch einmal in die Hand genommen, da anzeigt<br />

wird, wo sie hinkommen.<br />

Qualitätssicherung: Dadurch, dass alle Bauteile und Bearbeitungen einen digitalen Zwilling<br />

haben, sieht man sofort, ob ein Arbeitsschritt am Element vergessen wurde, oder<br />

falsch ausgeführt wurde. Planer können auf kompliziertere Ausführungen oder Abweichungen<br />

vom Standard durch Kommentare oder Farben hinweisen.<br />

Anleitung & Struktur: Der Arbeiter wird viel besser von einem Arbeitsschritt zum nächsten<br />

geleitet. Dank 3D Modell kann er sich eine Vorstellung vom Endresultat machen, bei<br />

der Arbeit wird er aber nicht durch überflüssige Informationen gestört. Er sieht nur die<br />

Informationen an dem für ihn relevanten Ort und zum relevanten Zeitpunkt. Da virtuelle<br />

Masse und Kanten immer mit echten Bauteilen und Bearbeitungen übereinstimmen, sind<br />

auch Aushilfskräfte, Lehrlinge und Quereinsteiger viel besser in der Arbeit angeleitet und<br />

eignen sich Praxiserfahrung schneller an.<br />

Die Planer können ausserdem jederzeit Zugriff auf das Kamerabild und die Anzeige anfragen.<br />

So können Rückfragen von Arbeitern während der Fertigung vom Büro aus beantwortet werden,<br />

oder fehlende Masse kommuniziert werden, ohne in die Werkstatt gehen zu müssen.<br />

Infos & Masse: Langwieriges Suchen und Verstehen von Infos in Plänen entfällt. Auch<br />

wenn genaue Masse nochmals mit dem Meterband nachkontrolliert werden müssen, durch<br />

Herunterklappen des Visiers holt man sich die Referenz sofort vor Augen, muss kein Papier<br />

mit sich herumschleppen oder zu einem Plan hin- und zurückgehen.<br />

4. In der Praxis<br />

Stand 2025 arbeiten fünf Unternehmen und zwei Schulen aus der gesamten DACH Region<br />

mit der TimberPlan xR App, die ersten bereits seit über drei Jahren.<br />

4.1. AR im Betrieb einführen<br />

Die Einführung einer revolutionär neuen Arbeitsweise im Betrieb ist eine Herausforderung<br />

an sich. Man muss mit etwas Diplomatie und Geschick vorgehen um Handwerker dazu zu<br />

bewegen, in der täglichen Fertigung die vollen Vorteile des Tragens von AR-Headsets auszunutzen.<br />

Ganz wichtig ist, dass die schlussendlichen Anwender von Anfang an in den Prozess einbezogen<br />

werden. Diese sollen über Videos und Broschüren mit allen Funktionen und Vorteilen<br />

von AR bereits genauso vertraut sein wie die Entscheidungsträger. Am besten sie konnten<br />

das Headset schon auf Messen, oder bei persönlichen Besuchen ausprobieren.<br />

Die Technologie ist zu neuartig, als dass man Handwerker zur Anwendung zwingen könnte<br />

oder davon ausgehen kann, dass sie die Vorteile schon später einsehen, wenn sie nicht<br />

von Anfang an positiv dazu eingestellt sind.<br />

4.2. Testphase in zwei Stufen<br />

Vor einer definitiven Anschaffung schlagen wir Unternehmen eine Testphase vor. Diese<br />

wird meistens auf zwei Stufen aufgeteilt. Eine erste Schnupperphase wo man alle Funktionalitäten<br />

ausprobiert und sich spielerisch mit AR und dem Gerät vertraut macht. Ziel<br />

hiervon ist es, dass die Mitarbeiter freie Zeit haben, ohne an ein produktives Ziel gebunden<br />

zu sein. Diese Phase wird ebenfalls genutzt um Feedback der Mitarbeiter in den gesamten<br />

Prozess einzubinden.<br />

In der zweiten Stufe werden dann Pläne für ein konkretes Projekt aufbereitet und die<br />

Mitarbeiter fertigen dieses direkt mittels AR Headset. Obwohl es sich auch hier ausdrücklich<br />

um eine Testphase handelt, zeigt sich in der Praxis, dass bereits alles sehr reibungslos<br />

funktionieren muss, damit die Technik an sich nicht von den Leuten abgelehnt wird.<br />

Falls man diese Phase beginnt, ohne dass alle Prozesse sauber diskutiert wurden oder<br />

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Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

falls die Mitarbeiter nicht genügend Zeit zur Schulung hatten, resultiert dies in Pannen<br />

oder Problemsituationen, wo sich die Mitarbeiter von der Technik unter Druck gesetzt<br />

oder überfordert fühlen, statt unterstützt.<br />

4.3. Planausgabe mit Mitarbeitern planen<br />

Die TimberPlan xR App ermöglicht dem Benutzer ganz viele Einstellungen zu machen, Plandaten<br />

und Infos ein- und auszublenden, Ansichten zu spiegeln, zu neigen, zu verschieben.<br />

Die Praxis zeigt jedoch, dass die Handwerker zu viele Anpassungen per Gestensteuerung<br />

als mühsam und hindernd empfinden, statt sich über die Flexibilität und Auswahlmöglichkeiten<br />

zu freuen. Man will nicht viele Funktionalitäten, sondern einfach einschalten und<br />

dann soll es funktionieren.<br />

Für die Arbeitsvorbereitung ist es deshalb ganz wichtig, dass bereits im Vorfeld entschieden<br />

wurde, ob alle Infos in einem File dargestellt werden sollen, ob man mehrere Ansichten<br />

bzw. einblendbare Layers erstellen soll und nach Arbeitsschritten trennen soll oder gar<br />

separate Dateien dafür erstellen soll. Beispielsweise eine Datei wenn man den Rahmen<br />

zusammenbaut, eine Datei mit Infos für die Beplankung der ersten Seite, eine Datei für<br />

Elektroinstallation und eine letzte für die Beplankung der Gegenseite.<br />

Dieser Prozess soll möglichst allen Mitarbeitern ideal passen und der Fertigung selber eine<br />

klare Struktur verleihen, die das Arbeiten einfach macht und einen guten Fluss in die Vorfertigung<br />

bringt.<br />

4.4. Benutzerfeedback: Tragekomfort, Laufzeit, Staub<br />

Rückmeldungen der regelmässigen Anwender hinsichtlich Tragekomfort, Laufzeit, Staubbelastung<br />

oder Unfallgefahren sind durchwegs positiv und widerlegen anfängliche Bedenken.<br />

Der Tragekomfort entspricht dem eines besseren Schutzhelms, sowohl im Gewicht als in<br />

dessen Verteilung. Die Hololens ist sogar so komfortabel, dass die Anwender sie auch bei<br />

Nichtgebrauch weniger ausziehen als gedacht, sondern einfach das Visier hochklappen.<br />

Die Batterie ist fest verbaut und kann nicht ausgetauscht werden. Die Laufzeitdauer beträgt<br />

ca. 2 Stunden bei ununterbrochener Verwendung. Da die angezeigten Infos aber nicht<br />

dauern verwendet werden, kann die Laufzeit durch den standby-Modus deutlich verlängert<br />

werden. Dank Fastcharger wird das Headset während Pausen oder wenn man es nicht<br />

verwendet in kurzer Zeit wieder vollständig geladen. Die Erfahrung zeigt, dass man mit<br />

der Laufzeit und entsprechendem Laden gut zurechtkommt, nicht an kontinuierlichen Produktion<br />

gehindert ist bzw. nur selten auf externe Powerbanks zum Zwischenladen während<br />

dem Gebrauch angewiesen ist.<br />

Da man das Headset am Kopf trägt ist ein sauberes Gerät für den Arbeitskomfort wichtig.<br />

Es empfiehlt sich die Hololens in einem staubdichten Regal oder Schublade sauber zu<br />

lagern. Das Gerät ist aber nicht staubanfällig und kann mit Luftdruck einfach gereinigt<br />

werden, das Visier mit Mikrofaser.<br />

Der Sitz des Headsets kann wie ein Schutzhelm mit Drehrad eingestellt werden. Aber auch<br />

bei losem Sitz besteht keine Gefahr, dass es bei Bücken überraschend vom Kopf rutscht.<br />

Auch sonstige Unfallgefahren bzw. Stolpern haben sich in der Praxis nicht als Probleme<br />

herauskristallisiert, da Hologramme hauptsächlich mit tatsächlich vorhandenen Bauteilen<br />

oder Elementen in der Wirklichkeit übereinstimmen.<br />

4.5. In welchen Unternehmen macht AR den Unterschied?<br />

Obwohl auch viele grössere Holzbau-Unternehmen Interesse an der Technologie gezeigt<br />

haben, sind es vor allem kleinere Zimmereien, die diese neue Technologie adoptiert haben.<br />

Das erklärt sich einerseits durch die schnelleren Entscheidungswege dieser Unternehmen,<br />

andererseits durch die Nähe zwischen Geschäftsführung und Handwerker, die eine bessere<br />

Koordination ermöglichen und Änderungen von Prozessen einfacher in die Wege leiten<br />

können.<br />

Dazu kommt, dass sich die wichtigsten Funktionalitäten gerade bei kleineren Firmen voll<br />

auszahlen. Einfacheres Auslegen der Bauteile und Finden der Infos ist für alle Unternehmen<br />

wertvoll, aber Anzeigen der Ständer zur Bearbeitung der Beplankung ist für grössere<br />

Firmen mit Plattenzuschnittzentren oder CNC-Brücken weniger ein Vorteil, was die frühe<br />

Adoption von AR in kleineren Firmen ohne automatisierte Anlagen begründet. Denn gerade<br />

mit diesem Augenmerk wurde die App auch entwickelt.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser 9<br />

5. Zukünftige Entwicklung<br />

5.1. Einsatz bei Fassaden<br />

Die Timberplan xR App bietet zusätzliche Funktionalitäten, wie z.B. eine Anzeige von Plänen<br />

in Neigung oder in der Vertikale. Die Idee hinter dieser Entwicklung ist die Möglichkeit<br />

das System für die Fertigung von Fassaden oder bei Dächern einzusetzen, wo man wiederum<br />

versteckte Ständer bzw. Befestigungsmöglichkeiten sichtbar machen muss. Erste<br />

Tests mit der österreichischen Wood K plus Kompetenzzentrum Holz waren diesbezüglich<br />

sehr vielversprechend.<br />

5.2. Produktion von Kastenelementen<br />

Bei der Produktion von Kastenelementen wird ein Balkentragwerk ein- oder beidseitig mit<br />

Dreischichtplatten verleimt und gepresst. Aufgrund des Produktionsprozesses fängt man<br />

jedoch nicht mit dem Balkentragwerk an, sondern trägt Klebstoff auf die Dreischichtplatte<br />

auf und bringt danach die Ständer auf.<br />

Normalerweise muss man alle Positionen der Ständer vorher einmessen und anzeichnen.<br />

Einige der Anwenderfirmen nutzen bereits heute die TimberPlan App dafür das Rahmenwerk<br />

auf der Dreischichtplatte holographisch einzublenden und sich den gesamten Arbeitsschritt<br />

des händischen Anzeichnens zu sparen.<br />

5.3. Nächste Generation Headsets<br />

Wir versprechen uns von der nächsten Generation von Headsets wie der Apple Vision Pro<br />

höhere Auflösungen der Bildschirme, grösseren Anzeigewinkel und noch intuitivere und<br />

schnellere Interaktionsmöglichkeiten.<br />

Spannend ist, dass sich die Hersteller wirklich mehr auf den Consumer Markt konzentrieren<br />

wollen. Das bedeutet, dass zukünftige Geräte kostengünstiger sein dürften und kleinere<br />

Formfaktoren aufweisen dürften. Mit Augmented Reality im Privatleben bereits vertraut zu<br />

sein, würde ebenfalls die Akzeptanz am Arbeitsplatz steigern und eine breitere und einfachere<br />

Adoption der Technologie von den verschiedensten Firmen zu ermöglichen.<br />

5.4. Arbeiter in den Mittelpunkt stellen<br />

Die TimberPlan xR App ermöglicht eine Anzeige von Plänen aus allen gängigen CAD Systemen.<br />

Es bietetet viele Funktionalitäten zur Effizienzsteigerung, und dank offenen Formaten<br />

und Microsoft Kompatibilität kann das System ganz auf spezifische Bedürfnisse und<br />

Anwendungsfälle abgestimmt werden.<br />

Im Grundsatz erlaubt es aber schon heute einem jedem Unternehmen, seine Pläne ohne<br />

grosse Änderungen am Arbeitsplatz einzublenden und papierlos zu arbeiten. Die zukünftigen<br />

Entwicklungen des AR-Marktes sind schwierig im Detail vorherzusehen und wir sind<br />

als Entwickler stark von der Weiterentwicklung der Technologie abhängig. Für uns war es<br />

aber wichtig, schon heute ein System bieten zu können, dass den Arbeiter in den Mittelpunkt<br />

stellt und ihm ermöglicht, effizienter und einfacher Arbeiten zu können. Womit sich<br />

das System unser restliches Produktportfolio gut ergänzt, das am Ende des Tages die<br />

Arbeit einfach machen soll.<br />

Abbildung 1: Auslegen von Bauteilen<br />

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Augmented Reality – Pläne, Masse, Nummern 1:1 am Element einblenden | B. Fankhauser<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 2: Bauteile scannen<br />

Abbildung 3: 3D Modell anzeigen<br />

Abbildung 4: Abklammern und Ausschneiden der Beplankung dank sichtbarmachen der Ständer und Öffnungen<br />

Abbildung 5: Separate Ansicht mit Infos zu Elektroinstallationen<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef 1<br />

Kompaktanlage mit Roboter<br />

zur Herstellung von Holzelementen<br />

Georg Nef<br />

Vögeli Holzbau AG<br />

Kleindöttingen, Schweiz<br />

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Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef 3<br />

Kompaktanlage mit Roboter<br />

zur Herstellung von Holzelementen<br />

1. Unternehmensbeschrieb und Ausgangslage<br />

1.1. Vögeli Gruppe<br />

Die Vögeli Gruppe ist in den Bereichen Holzbau, Architektur und Engineering tätig. Als<br />

inhabergeführtes Unternehmen beschäftigt sie derzeit 105 Mitarbeitende und verfügt über<br />

Werkstätten in Kleindöttingen und Mellingen (Kanton Aargau). Die Elementproduktion erfolgt<br />

in Kleindöttingen.<br />

Im Holzbau bietet die Vögeli Gruppe ein breites Spektrum an Dienstleistungen an und ist<br />

als klassischer Mischbetrieb aufgestellt. Neben Holzelementbauten werden auch zahlreiche<br />

Sanierungen, Umbauten und traditionelle Holzbauten realisiert. Im Bereich Holzelementbau<br />

erzielt die Gruppe einen Jahresumsatz von etwa 7 bis 9 Millionen CHF.<br />

1.2. Heutige Produktionsprozesse im Holzelementbau<br />

Geschossdecken und Flachdächer werden üblicherweise mit Brettsperrholzelementen ausgeführt,<br />

wobei in der Produktion dieser Elemente keine Wertschöpfung stattfindet. In der<br />

hauseigenen Produktion werden überwiegend Wand- und Dachelemente manuell gefertigt.<br />

Diese Elemente entstehen auf einem sauberen, ebenen Holzboden, da keine Tischlösungen<br />

oder ähnliche Vorrichtungen vorhanden sind. Die wichtigsten technischen Hilfsmittel in<br />

diesem Prozess sind die Krananlagen.<br />

Die Dämmung der Außenwände erfolgt primär mit Zellulose, während in den Innenwänden<br />

vor allem Steinwolldämmung eingesetzt wird. Steildachelemente werden in Form einer<br />

Großflächenproduktion hergestellt, wobei ganze Dachseiten in einem Stück gefertigt werden.<br />

Oft weisen die Dachelemente eine sichtbare innere Oberfläche aus 3-Schichtplatten auf.<br />

Der Produktionsprozess erfolgt nach dem Bottom-up-Prinzip: Man beginnt mit der untersten<br />

Schicht (der sichtbaren 3-Schichtplatte innen) und arbeitet sich bis zur Dachlatte nach oben.<br />

1.3. Analyse der Ausgangslage<br />

Die aktuellen Prozesse in der Produktion der Elemente wurden eingehend analysiert. Zusammenfassend<br />

ergeben sich folgende Erkenntnisse:<br />

‒ Die physische Beanspruchung der Mitarbeitenden in der Produktion ist hoch.<br />

‒ Die Produktionszeiten sind marktgerecht, und die Projektmargen sind ausreichend.<br />

Allerdings wird es in Zukunft zunehmend schwieriger, qualifiziertes Fachpersonal in<br />

der Elementproduktion zu finden.<br />

‒ Ein erheblicher Anteil der Produktionszeiten entfällt auf Materiallogistik, insbesondere<br />

auf die Beförderung der Beplankungen von der Palette auf das Element. Je nach<br />

Elementform und -Art liegt dieser Anteil zwischen 20 % und 50 %.<br />

‒ Die Produktionsaufwände für den Einbau von Installationen in den Elementen sind<br />

beträchtlich. Besonders das Einmessen sowie das Ausschneiden und Bohren von<br />

Plattenbearbeitungen erfordern viel Zeit. Zudem besteht hier eine Fehlerquelle, die<br />

gelegentlich zu mühsamen Nacharbeiten führen kann (z. B. falsches Einmessen von<br />

Dosen oder Ausschnitten).<br />

‒ Die Qualität der Holzelemente ist gut, jedoch stellt sich im Zusammenhang mit<br />

größeren Projekten zunehmend die Frage der Qualitätssicherung im Bereich der<br />

statischen Anforderungen (Protokollierungen, etc.).<br />

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Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2. Anforderungen an die Elementfertigung<br />

Mit einer internen Planungsgruppe wurden in verschiedenen Schritten die Anforderungen<br />

aus der Analyse abgeleitet.<br />

2.1. Ökonomische Anforderungen<br />

Die neue Elementfertigung soll durch den Einsatz von Automatisierung effizienter gestaltet<br />

werden. Zudem ist es wichtig, dass sich die Produktionsanlage harmonisch in die vorhandenen<br />

Platzverhältnisse unserer Produktionshalle einfügt. Die Rentabilität der neuen Produktionsanlage<br />

muss auch bei der aktuellen Umsatzgröße gewährleistet sein.<br />

2.2. Anforderungen an die Arbeitsplatzergonomie<br />

Die Arbeitsplätze in der Produktion sollen so gestaltet werden, dass sie attraktiv und ergonomisch<br />

sind. Besonders im Fokus steht die Reduzierung der physischen Belastung der<br />

Mitarbeitenden. Darüber hinaus sollen die Mitarbeitenden in einem fließenden Miteinander<br />

mit der Anlage arbeiten können, um die Effizienz und das Wohlbefinden zu steigern.<br />

2.3. Technische Anforderungen<br />

Die neue Anlage soll die Plattenbearbeitung von Holzelementen übernehmen, einschließlich<br />

Sägen, Fräsen und Bohren. Zudem muss sie die Befestigung der Beplankungen (Nageln,<br />

Klammern) sowie die Logistik der Beplankungen effizient abwickeln. Ein weiteres Ziel ist<br />

es, möglichst wenig Abschnitte und Staub auf den Elementen zu erzeugen. Die Anlage soll<br />

auch in der Lage sein, Zellulosedämmung einzubringen und großformatige Elemente mit<br />

Abmessungen von bis zu 3.200 m x 14 m zu bearbeiten. Gelegentlich soll auch die Bearbeitung<br />

von Brettsperrholz möglich sein. Die Datenaufbereitung für die Anlage muss einfach<br />

gestaltet sein und die Bedienung sollte so benutzerfreundlich wie möglich sein.<br />

Abbildung 1: Anforderungen an die Anlage<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef 5<br />

3. Anlagenkonzept für die Elementfertigung<br />

Mit dem erstellten Anforderungskatalog begab sich unser Elementbauteam auf die Suche<br />

nach geeigneten Anlagekonzepten auf dem Markt. Schnell wurde klar, dass es wahrscheinlich<br />

keine Anlage gibt, die all unsere Anforderungen vollständig erfüllt. Aus diesem Grund<br />

entschieden wir uns, mit einem Integrator für Roboteranlagen zusammenzuarbeiten. Gemeinsam<br />

entwickelten wir ein maßgeschneidertes Konzept für die Anlage. Ein zentrales<br />

Ziel dabei war es, die Kosten niedrig zu halten und Schnittstellen zu anderen Anlagen zu<br />

vermeiden. Daher war es unsere Devise, möglichst viele Funktionen in einer einzigen Anlage<br />

zu vereinen.<br />

Abbildung 2: Layout der Kompaktanlage<br />

Im Zentrum der Anlage steht ein Industrieroboter, der auf einer Linearführung montiert<br />

ist. Aufgrund der vielfältigen Aufgaben, die der Roboter übernehmen muss, wurde er für<br />

eine hohe Nutzlast von 500 kg am äußersten Punkt ausgelegt. Darüber hinaus haben wir<br />

verschiedene Aggregate, wie Sägen und Fräsaggregate, in das Konzept integriert. Wie Elementbauanlagen<br />

üblich, wurden Industriegeräte für das Einbringen der Verbindungsmittel<br />

eingeplant.<br />

Abbildung 3: Rendering der Anlage<br />

73


6<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Die Gesamtanlage wurde in zwei Zonen aufgeteilt: die Zuschnitt- und die Elementzone.<br />

Zuschnittzone<br />

Elementzone<br />

Abbildung 4: Aufteilung der Roboterzelle in Zonen<br />

3.1. Zuschnittzone<br />

Die Zuschnittzone befindet sich aus Sicht des Bedieners auf der Rückseite der Linearführung.<br />

Hier ist ein Vakuumtisch installiert, auf dem der Zuschnitt der Platten erfolgt. In<br />

dieser Zone sind auch sämtliche Plattenlager, vorwiegend für OSB- und Gipsplatten, untergebracht.<br />

Der Roboter transportiert die rohen Platten mithilfe eines Greifers von den<br />

Lagern auf den Vakuumtisch, wo sie durch Unterdruck für den Zuschnitt fixiert werden.<br />

Nach einem Werkzeugwechsel – das Ablegen des Greifers und das Aufnehmen des Werkzeugs<br />

– schneidet der Roboter die Platten gemäß der Nestingvorgabe zu.<br />

Nachdem die Platten zugeschnitten sind, legt der Roboter sie auf das Element. Ein Abschiebe-<br />

und Absaugbalken befördert alle Reste in Abfallkisten. Vor der nächsten Belegung<br />

wird der Tisch durch den Absaugbalken von Staub und Spänen gereinigt. Die Abfallkisten<br />

müssen regelmäßig manuell mit einem Kran geleert werden, wobei die Abfälle je nach<br />

Materialart in die entsprechenden Kisten abgeschoben werden. Alle Greifer, Aggregate und<br />

Einblasplatten sind in der Zuschnittzone abgelegt.<br />

3.2. Elementzone<br />

In der Elementzone befinden sich die Elementtische, auf denen die Rahmen bereitgelegt<br />

werden, um sie anschließend durch den Roboter zu beplanken und zu dämmen. Die Tische<br />

bestehen aus einer Holzunterkonstruktion mit einer Arbeitsplatte aus Brettsperrholz. Eine<br />

Rasterbohrung ermöglicht das flexible Setzen von Anschlägen für die exakte Positionierung<br />

und Spannung der Rahmen. Die Elementtische können in Querrichtung der Linearführung<br />

motorisiert verfahren und arretiert werden, was aus Gründen der Arbeitssicherheit sinnvoll<br />

ist. Das Wenden der Elemente erfolgt derzeit noch mit Hilfe von Krananlagen. Sobald eine<br />

Seite des Elements fertig beplankt ist, wird es gewendet. Danach bringt der Roboter die<br />

Dämmung (Zellulose) ein, gefolgt von der Beplankung der zweiten Seite, ebenfalls durch<br />

den Roboter.<br />

In der Elementzone befindet sich auch das Bedienpult der Anlage. Hier sind sämtliche<br />

benötigten Handwerkzeuge und Handmaschinen in Regalen untergebracht. Zudem war<br />

es wichtig, genügend Platz für weiteres Material zu schaffen, das nicht durch den Roboter<br />

verarbeitet wird, wie Konstruktionshölzer für Rahmen und Weichfaserplatten. Letztere<br />

können nicht durch die Anlage befördert werden und müssen weiterhin manuell auf die<br />

Elemente aufgelegt werden, da die Greifer mit Vakuumtechnik ausgestattet sind, die<br />

nicht für das Greifen von luftdurchlässigen Materialien geeignet ist.<br />

74


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef 7<br />

4. Datenfluss/Software<br />

Obwohl die Software für den Betrachter und Bediener der Anlage unsichtbar bleibt, spielt<br />

sie eine zentrale Rolle im gesamten System. In der Entwicklung der Anlage traten hier die<br />

größten Herausforderungen auf. Nach unserem Kenntnisstand existieren im Bereich der<br />

Holzverarbeitung keine CAM-Systeme im Holzbau, die in der Lage sind, sechs- oder siebenachsige<br />

CNC-Systeme mit den erforderlichen Daten zu versorgen. Aufgrund des überschaubaren<br />

Umfangs der Bearbeitungen haben wir uns entschieden, auf ein CAM-System<br />

zu verzichten. Wir nutzen CadWork zur Konstruktion der Holzbauten. Für die Datenübergabe<br />

haben wir das Dateiformat BTLx gewählt. In diesen Dateien werden die Elementdaten<br />

(Composites), Bearbeitungs-Makros (wie Fräsungen, Bohrungen, Abschnitte usw.), Werkzeugdefinitionen<br />

sowie Nestings aus CadWork übermittelt. Die BTLx-Dateien werden dann<br />

direkt in die Robotersoftware eingelesen, wo nur eingeschränkte Manipulationen an den<br />

Daten möglich sind. Hier können hauptsächlich die Bearbeitungsgeschwindigkeit und die<br />

Positionierung der Elemente angepasst werden. Zudem sind Standardfunktionen wie Werkzeugmanagement<br />

und Maschinendatenberichte verfügbar.<br />

BTLx<br />

Abbildung 5: Schema Datenfluss<br />

5. Arbeitssicherheit<br />

Normalerweise sind Roboterzellen durch Schutzwände gesichert, um ein Betreten während<br />

des Betriebs aus sicherheitstechnischen Gründen auszuschließen. Bei unserer Anlage war<br />

es jedoch ein wichtiges Anliegen, dass die manuelle Arbeit in der Zelle nicht unterbrochen<br />

werden muss, wenn der Roboter seine Tätigkeit aufnimmt. Daher haben wir in Zusammenarbeit<br />

mit der SUVA und dem kantonalen Amt für Arbeit und Wirtschaft ein Konzept entwickelt,<br />

das dies ermöglicht. Auch bei unserer Anlage beschränken Schutzwände den<br />

Zutritt zum Roboterbereich.<br />

In der Zuschnittzone darf während des Roboterbetriebs zu keiner Zeit eine Person anwesend<br />

sein. In der Elementzone hingegen ist manuelles Arbeiten mit einem Sicherheitsabstand von<br />

2 Metern zum Tisch möglich, sofern keine zerspanenden Bearbeitungen (wie Sägen oder<br />

Fräsen von Weichfaserplatten) am Element durchgeführt werden. Die Einhaltung der Sicherheitsabstände<br />

wird durch Scanner gewährleistet. Der Grund für die Querverschiebung der<br />

Tische liegt ebenfalls in diesem Sicherheitsabstand. Durch das Wegschieben der Tische von<br />

der Linearführung können die Sicherheitsabstände zum Roboter eingehalten werden.<br />

Während der zerspanenden Arbeiten auf den Elementtischen müssen alle Personen die<br />

Roboterzelle verlassen. Die Bedienung der Anlage erfolgt dann von einer Kanzel aus, und<br />

alle Zutrittstore müssen geschlossen werden.<br />

6. Wirtschaftlichkeit<br />

Der Einsatz eines Roboters ist aus ökonomischer Sicht attraktiv, da er ein bewährtes Instrument<br />

für die Automatisierung darstellt und in großen Stückzahlen zu günstigen Preisen<br />

auf dem Markt erhältlich ist. Die Wartungszyklen sind im normalen Bereich, und es ist kein<br />

außergewöhnlicher Verschleiß zu erwarten. Unsere internen Berechnungen haben gezeigt,<br />

dass wir mit den aktuellen Mengen und Projektkosten eine ansprechende Wirtschaftlichkeit<br />

erzielen können. Dies muss sich jedoch in der Praxis mit den tatsächlich erzielten Produktionszeiten<br />

noch bestätigen. Sollten die prognostizierten Werte erreicht werden, ist der<br />

Roboter etwa 2- bis 5-mal schneller als unsere Mitarbeitenden.<br />

75


8<br />

Kompaktanlage mit Roboter zur Herstellung von Holzelementen | G. Nef<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Mit dem Anlagenkonzept übertragen wir umfangreichere Aufgaben an die Maschine,<br />

wodurch die Anlage über längere Zeiträume autonom arbeiten kann. Wir erhoffen uns,<br />

dass die Produktionsmitarbeiter dadurch nicht nur mit der Bedienung der Anlage beschäftigt<br />

sind, sondern auch wertschöpfende Tätigkeiten wie das Zusammenschrauben der Holzrahmen<br />

übernehmen können. Zu den Anlagenkosten werden keine konkreten Angaben<br />

gemacht.<br />

7. Umsetzungstand der Anlage in der Praxis<br />

Als ich dieser Präsentation zugesagt habe, ging ich davon aus, dass die Anlage bereits in<br />

unserem Betrieb steht. Dies hat sich jedoch um etwa 2 Monate verzögert, da wir im Bereich<br />

der Anlagensoftware in Verzug geraten sind. Aktuell ist die Anlage nahezu versandbereit,<br />

und der Montagestart ist für die nächsten Tage geplant. Nach der Inbetriebnahme der<br />

Anlage haben wir eine längere Einführungsphase vorgesehen, in der wir die Anlage kennenlernen<br />

und notwendige Optimierungen an der Software und gegebenenfalls auch an<br />

der Hardware vornehmen möchten.<br />

Abbildung 6: Vormontage des Roboters beim Lieferanten<br />

8. Anhang<br />

8.1. Abbildungsverzeichnis<br />

Abbildung 1 Anforderungen an die Anlage................................................................. 4<br />

Abbildung 2 Layout der Kompaktanlage .................................................................... 5<br />

Abbildung 3 Rendering der Anlage ........................................................................... 5<br />

Abbildung 4 Aufteilung der Roboterzelle in Zonen ...................................................... 6<br />

Abbildung 5 Schema Datenfluss .............................................................................. 7<br />

Abbildung 6 Vormontage des Roboters beim Lieferanten ............................................ 8<br />

8.2. Quellenverzeichnis<br />

Fotos: Georg Nef<br />

Layout: Kehratec GmbH<br />

76


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster 1<br />

Höchste Flexibilität durch<br />

Mensch-Maschine in einer<br />

Linienfertigung<br />

Thomas Koster<br />

TechnoWood AG<br />

Alt St.Johann, Schweiz<br />

77


2<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster 3<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-<br />

Maschine in einer Linienfertigung<br />

1. Die Unternehmens und Produktionsentwicklung<br />

Die grosse Mehrheit der Holzbauunternehmen sind nicht auf dem Reissbrett entstanden.<br />

Sie sind an den Anforderungen am Markt gewachsen und haben das Unternehmen und ihre<br />

Märkte, mit ihrem permanenten Innovationstrieb, vorangetrieben. Schrittweises Lernen,<br />

die modulare Integration von neuen Werkzeugen waren und sind entscheidend.<br />

Wie die Holzbauunternehmungen und deren Markt, sind auch die digitalen und mechanischen<br />

Werkzeuge an den permanent sich verändernden Anforderungen gewachsen.<br />

Sämtliche mittelständische Holzbauunternehmen gingen allesamt die Treppe hoch, Schritt<br />

für Schritt. Die breite und unverzichtbare Erfahrung dient heute als Fundament. Dieses<br />

ermöglicht ein unwahrscheinlicher Flexibilitätsbereich, auf welchen täglich zurückgegriffen<br />

werden kann.<br />

Modulare mechanische Komponenten mit offenen Steuerungskonzepten waren und sind<br />

auch weiterhin entscheidend für die zukünftigen Schritte einer Unternehmensentwicklung.<br />

Permanent wurden und werden neue Werkzeuge in die Software und Produktionslandschaften<br />

integriert. Dabei empfehlen wir: «Konsequent integrieren und damit sofort profitieren».<br />

Die spezifischen Holzbau- CAD-Systeme spielen für die Planung und auch für die Produktion<br />

eine ganz entscheidende Rolle. Eine CAD-Software ist schon längst nicht mehr nur ein<br />

Zeichnungsprogramm. Es sind mittlerweile mächtige Produktionstools, deren Fähigkeit zur<br />

Bereitstellung von Informationen von Bauteilen, deren Bearbeitungsparametern und weiteren<br />

benötigten Produktionsdaten, die nachgelagerte Produktion erheblich beeinflussen.<br />

Weiter spielen sie im Warenwirtschaftssystem eine wesentliche Rolle.<br />

Die holzbauspezifischen CAD-Systeme gibt es seit ungefähr 30 Jahren. Dazu kamen vor<br />

ungefähr 20 Jahren die holzbauspezifischen CAM-Systeme, wie in unserem Fall, das<br />

LIGNOCAM. Auch die Produkte von TechnoWood AG, sind in dieser Zeitspanne zusammen<br />

mit den CAD- und CAM-Systemen, an den Kunden- und Marktanforderungen, Schritt für<br />

Schritt gewachsen.<br />

Abbildung 1: Die Treppe hoch «Schritt für Schritt». Sinnbild einer modularen Unternehmensentwicklung<br />

79


4<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2. Modulare Integration von mechanischen und<br />

digitalen Hilfsmitteln<br />

Die Hilfsmittel sollen für die aktuelle Anforderung vom Holzbauunternehmen skaliert werden<br />

können. Jeder Betrieb definiert den Grad seiner Automatisierung selbst.<br />

2.1. Beispiel: Unterstützung für den Materialfluss, mittels<br />

modularer Mechanisierung<br />

Mechanisch, analoge Produktionsunterstützung mit dem modularen TW-Table<br />

Abbildung 1: TW-Concept Line, die modularen Tische<br />

Mechanisch, digitale Unterstützung. Kollaborativ Mensch – Maschine, Maschine – Maschine,<br />

mit dem modularen Portal-Roboter TW-Concept<br />

Abbildung 2: TW-Concept Line, der modulare Portal-Roboter<br />

Ziel:<br />

– Jeder Betrieb bestimmt den Grad der Automatisierung selbst<br />

– Die Treppe hoch, Schritt für Schritt<br />

– Wertschöpfende Produktion ab dem 1. Tag<br />

– Modular integrieren, konsequent umsetzen, sofort von Veränderung profitieren<br />

80


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster 5<br />

3. Flexibilität im Fertigungstyp durch vertikale<br />

Anordnung der Mechanischen Hilfsmittel<br />

Die mechanischen Hilfsmittel wie Tisch und Tischfunktionen, Portal-Roboter, Handlings<br />

Systeme und Hallenkrane sollen vertikal übereinander angeordnet werden. Die Funktionen<br />

sollen sich uneingeschränkt überholen können, damit die Tätigkeiten am Tisch wandern<br />

können und damit der endlose Tisch zum perfekten Puffer wird.<br />

Abbildung 3: TW-Concept Line, vertikale Anordnung der Funktionen<br />

4. Zusammenarbeit Mensch-Maschine<br />

Die vollautomatischen Bearbeitungsportale arbeiten Hand in Hand mit dem Zimmermann.<br />

Die Portal-Roboter sind mit Lichtschranken und Radarscanner abgesichert. Nach dem<br />

sicheren Stopp kann mit der Bearbeitung an beliebigem Ort wieder weitergefahren werden.<br />

Der Mann an der Linie ermöglicht es, dass die Linie sehr flexibel bleibt und die zu fertigende<br />

Produkte sehr einfach umgestellt werden können.<br />

Abbildung 4: die Dynamische Sicherheitszelle<br />

81


6<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

5. Steuerung der TW-Lösung, Produkte bezogen<br />

Die TW-Lösung bearbeitet einen beliebigen Produktemix, ab einer und derselben Ansteuerungslösung.<br />

Einzig die Werkzeuge im Portal-Roboter und die Aufspannung der Bauteile sind durch den<br />

Mann an der Linie, produktbezogen anzupassen und zu optimieren.<br />

Abbildung 2: Ein einziger CNC TW-Portal-Roboter für sämtliche Produktegruppen<br />

Verschiedene, definierte Steuerungsprofile gemäss den Produktegruppen und Untergruppen<br />

werden erstellt. Diese verschiedenen Gruppen werden ab dem beliebigen CAD-System<br />

durchgängig eingestellt, damit der Portal-Roboter produkt bezogen und vollautomatisch<br />

gesteuert werden kann.<br />

Abbildung 3: Beliebig zu definierende Produktegruppen und Untergruppen auf beliebiger TW-Concept Line<br />

Fazit:<br />

– Der Zimmermann steuert die Produktion der Zukunft, direkt ab dem 3-D Modell<br />

mit höchster Userfreundlichkeit<br />

– Nur eine CAM-Software, zum vollautomatischen Steuern sämtlicher TW-Concept Lines<br />

– Flexibilität für den «Hölzigen» ab dem ersten Tag nutzbar, dank einer sauberen,<br />

modularen, digitalen Prozesskette: CAD – CAM – CNC «TW-Control», ohne<br />

Informationsverlust.<br />

82


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Höchste Flexibilität durch Mensch-Maschine in einer Linienfertigung | T. Koster 7<br />

6. Schlussfolgerung<br />

Das Zusammenspiel der genialen Maschinen und Steuerungstechnik mit dem Mann der die<br />

Prozesse um die Maschine steuert, geben für den herausfordernden zentraleuropäischen<br />

Hozbau Markt, die optimalen Möglichkeeinten für die permanenten Veränderungen, welche<br />

die Holzbaubranche heute konfrontieren.<br />

Die flexiblen Werkzeuge, egal ob mechanisch und oder digital, werden schrittweise in die<br />

Produktionsumgebung integriert und durch den geübten CAD-Nutzer, ein Zimmermann,<br />

gesteuert. Auf diese Weise ist das Holzbauunternehmen bereit, auf die Veränderungen der<br />

Zukunft zu reagieren. Der Zimmermann besitzt mit der TW-Technik die Werkzeuge, um<br />

sein Unternehmen selbst im Nischenmarkt zu halten oder es dorthin zu steuern.<br />

6.1. TW-User - Facts<br />

− Schritt in die Zukunft. Digitalisierung im Betrieb umsetzbar<br />

− Aufbauend auf den bestehenden, internen CAD-Systemen und Wissen<br />

− Der Zimmermann steuert die vollautomatischen Prozesse direkt ab 3-D<br />

− Der Anwender bestimmt den Grad der Automatisierung selbst<br />

− Modular, erweiterbar und anpassbar. (die Treppe hoch, Schritt für Schritt)<br />

− Integrieren, konsequent umsetzen, sofort von Veränderung profitieren<br />

− Wertschöpfende Produktion ab dem 1. Tag<br />

6.2. TW-Concept Line - Facts<br />

− SOFTWARE passend zur HARDWARE<br />

− Ein Werkzeug für heute und für die Veränderungen der Zukunft<br />

− Flexibel -> bestens gerüstet für die Holzbauentwicklung der Zukunft<br />

− rohes Produkt kommt auf die Linie -> Fertiges Produkt verlässt die Linie<br />

− Effiziente Produktionsorganisation durch dynamische Sicherheitszellen<br />

− Modular konfigurierbar, jederzeit erweiterbar und ausbaubar<br />

− Auf den Betrieb und dessen Anforderungen skalierba -> optimale Integrierbarkeit<br />

in Bestand<br />

− saubere digitale Kette -> Grundstein für Automatisation er Zukunft<br />

− eine TW-Concept Line soll das Produkt nicht definieren, welches heute oder in 5 Jahren<br />

hinten zur Halle raus kommt…<br />

− Wertschöpfende Produktion ab dem 1. Tag<br />

In die Zukunft blicken<br />

In der Gegenwart leben<br />

Von der Vergangenheit lernen<br />

Wir haben Vertrauen<br />

83


84


Block B1<br />

Mit Kostenplanung zum wirtschaftlichen Erfolg


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 1<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau –<br />

abgerechnete Baumassnahmen<br />

von Holzbauten im Neubau<br />

Beispielgebäude mit Kostenkennwerten<br />

Martin Moesl<br />

BKI GmbH<br />

Stuttgart, Deutschland<br />

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2<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 3<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau –<br />

abgerechnete Baumassnahmen von<br />

Holzbauten im Neubau<br />

Beispielgebäude mit Kostenkennwerten<br />

1. Einleitung<br />

Das BKI (Baukosteninformationszentrum dt. Architektenkammern) bietet abgerechnete<br />

Kostenkennwerte von über 4.500 Objekten sowohl als statistische Kennwerte als auch als<br />

Einzelobjektdokumentationen.<br />

Die nachfolgend abgebildeten drei Objekte aus dem süddeutschen Raum sind ein Auszug<br />

aus dem BKI Objektdaten Sonderband S6 Holzbau. Im BKI Objektdaten Sonderband S6<br />

Holzbau und auch in weiteren Objektdatenbänden des BKI finden Sie weitere zahlreiche<br />

Objekte aus dem Bereich Holzbau.<br />

Die BKI Baukostendatenbanken enthalten unterschiedlich detailliert dokumentierte Objekte<br />

von der 1. Ebene bis zur 3. Ebene nach DIN 276. Sind die Objektdokumentationen auf 3.<br />

Ebene der DIN 276 dokumentiert, stehen dem Anwender sowohl Kennwerte für Kosten als<br />

auch Beschreibungen der Kostengruppen bis zur 3. Ebene nach DIN 276 zur Verfügung.<br />

Ebenfalls abgebildet sind die Kosten nach den Leistungsbereichen der einzelnen Objekte.<br />

Finden Sie weitere Informationen zu einzelnen Objektdokumentationen, Fach- und Sonderbänden<br />

sowie Softwareprodukten unter www.bki.de<br />

2. Kindergarten (6 Gruppen, 126 Kinder)<br />

Objekt Nr. 4400-0365<br />

2.1. Objektübersicht<br />

89


4<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2.2. Zeichnungen<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 5<br />

2.3. Objektbeschreibung<br />

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6<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2.4. Planungskennwerte für Flächen und Rauminhalte<br />

nach DIN 277<br />

2.5. Kostenkennwerte für die Kostengruppe der 1. Ebene DIN 276<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 7<br />

3. Einfamilienhaus<br />

Objekt Nr. 6100-1615<br />

3.1. Objektübersicht<br />

93


8<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

3.2. Zeichnungen<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 9<br />

3.3. Objektbeschreibung<br />

95


10<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

3.4. Energetische Angaben zu Aussenbauteilen<br />

3.5. Planungskennwerte für Flächen und Rauminhalte<br />

nach DIN 277<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 11<br />

3.6. Kostenkennwerte für die Kostengruppe der 1. Ebene DIN 276<br />

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12<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

4. Förderschule - Erweiterung (2 Klassen, 30 Schüler)<br />

Objekt Nr. 4300-0026<br />

4.1. Objektübersicht<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 13<br />

4.2. Zeichnungen<br />

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14<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

4.3. Objektbeschreibung<br />

100


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

BKI-Kostenkennwerte im Holzbau – abgerechnete Baumassnahmen von Holzbauten im Neubau | M. Moesl 15<br />

4.4. Planungskennwerte für Flächen und Rauminhalte<br />

nach DIN 277<br />

4.5. Kostenkennwerte für die Kostengruppe der 1. Ebene DIN 276<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett 1<br />

Fokus auf Standards – wie<br />

gleiche Details und Planungsabläufe<br />

die Gewinnmargen steigern<br />

Joshua Brett<br />

timberleicht<br />

Kehl, Deutschland<br />

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Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett 3<br />

Fokus auf Standards – wie<br />

gleiche Details und Planungsabläufe<br />

die Gewinnmargen steigern<br />

1. Problemstellung: Hohe Ansprüche, hohe Komplexität<br />

1.1. Neue Anforderungen und neue Hoffnung<br />

Die Bauwirtschaft befindet sich in einer Umbruchphase. Steigende Nachfrage nach Wohnraum,<br />

hohe rechtliche Anforderungen und ein Wunsch nach Nachhaltigkeit verändern die<br />

Spielregeln der Branche. Der Holzbau ist dabei ein Hoffnungsträger: Er bietet nicht nur<br />

technische und ästhetische Vorteile, sondern ist auch ein entscheidender Hebel, um die<br />

Bauwirtschaft klimaneutral zu gestalten.<br />

Der Holzbau ist die am weitesten ausgereifte nachhaltige Bauweise, die wir haben. Hunderte<br />

fertigende Betriebe in Deutschland zeigen seit vielen Jahrzehnten, was der Holzbau<br />

kann. Sie fertigen in konsequent hoher Qualität zu erschwinglichen Preisen mit ausgereiften<br />

Prozessen zwischen Mensch und Maschine.<br />

Nun steht die Branche aber vor neuen Herausforderungen, denn die Wohnungsnot bekämpft<br />

sich nicht mit Einfamilienhäusern, wo bis 2021 rund 80% des Marktes lagen (Quelle: GENE-<br />

SIS - Baugenehmigungen). Der Markt verändert sich schnell hin zum mehrgeschossigen<br />

Wohn- und Bürobau. Aber sind die etablierten Betriebe und Planer bereit dafür?<br />

1.2. Probleme im heutigen Prozess<br />

Gerade bei größeren Bauvorhaben aus Holz treten im Planungsprozess immer wieder<br />

erhebliche Schwierigkeiten auf. Einerseits reichen die Erfahrungen und Konstruktionsweisen<br />

aus dem traditionellen Einfamilienhausbau oft nicht aus, um große Projekte effizient<br />

und fehlerfrei umzusetzen. Andererseits treten zunehmend Planer in den Holzbau ein, die<br />

vorwiegend Expertise aus dem konventionellen Massivbau mitbringen und nicht mit den<br />

spezifischen Anforderungen des Holzbaus vertraut sind. Diese Konstellation birgt erhebliche<br />

Risiken für die Planungssicherheit, Bauqualität und die Baukosten.<br />

Ich glaube fest daran, dass der Holzbau einen zentralen Beitrag zu einer nachhaltig tragbaren<br />

Bauwelt leisten wird. Und ich glaube auch, dass ein Großteil der Nachfrage durch<br />

bestehende mittelständische Betriebe bedient werden kann. Aber eben nur, wenn wir gemeinsam<br />

als Branche daran denken, wie wir unsere Prozesse besser gestalten.<br />

Dieser Beitrag zeigt auf, wie Standards in der Planung und Ausführung von Holzbauprojekten<br />

nicht nur die Effizienz steigern, sondern auch die Nachhaltigkeit fördern und die<br />

Gewinnmargen erhöhen können. Praxisnahe Lösungen und konkrete Rechenbeispiele<br />

belegen, dass die Zukunft des Holzbaus in standardisierten Prozessen liegt.<br />

2. Standards: Chancen für die Branche<br />

2.1. Warum Standards?<br />

Die technische Planung im Holzbau stellt im Vergleich zum Massivbau eine weitaus höhere<br />

Herausforderung dar. Die Abbildung unten veranschaulicht exemplarisch den erhöhten Koordinationsaufwand<br />

am Beispiel eines Außenwandaufbaus. Während beim Massivbau viele<br />

Funktionsebenen innerhalb weniger Materialschichten integriert sind, erfordert der Holzbau<br />

eine präzisere Abstimmung aller Gewerke. Jede Schicht des Wandaufbaus muss im Kontext<br />

des Gesamtsystems betrachtet werden, da die Wechselwirkungen zwischen Tragwerk, Bauphysik<br />

und Brandschutz eine ganzheitliche Planung erfordern.<br />

105


4<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 1: Exemplarischer Vergleich der notwendigen Planungsbeteiligten für die verschiedenen Schichten<br />

eines Außenwandaufbaus in Holz- und Massivbauweise.<br />

Standardisierte Prozesse und Bauteillösungen können dazu beitragen, diese Komplexität<br />

zu bewältigen. Durch die Definition verlässlicher Schnittstellen wird die Integration der<br />

verschiedenen Fachdisziplinen erleichtert und wiederkehrende Planungsaufgaben werden<br />

effizienter. Standards ermöglichen es, erprobte Lösungen systematisch zu nutzen, anstatt<br />

in jedem Projekt die Planung neu zu entwickeln. Dies betrifft nicht nur die Prozessabläufe,<br />

sondern insbesondere auch konstruktive Lösungen, die zur Optimierung der Bauqualität,<br />

Reduzierung von Fehlerquellen und Steigerung der Wirtschaftlichkeit beitragen.<br />

2.2. Standards im Prozess<br />

Im Sinne der Vollständigkeit sollen auch Standards im Planungsprozess berücksichtigt werden,<br />

wenngleich der Schwerpunkt auf konstruktiven Standards liegt. Prozessstandards lassen<br />

sich in zwei wesentliche Aspekte unterteilen: Zum einen standardisierte Abläufe zur<br />

Effizienzsteigerung, zum anderen eingespielte Planerteams, die durch wiederholte Zusammenarbeit<br />

eine höhere Planungsqualität und Schnittstellenklarheit erreichen.<br />

Insbesondere im öffentlichen Bauwesen werden Planerteams häufig projektbezogen neu<br />

zusammengestellt, was den Koordinationsaufwand erhöht und die Umsetzung von Erfahrungswissen<br />

erschwert. Private Bauherren hingegen sollten bevorzugt auf Planungsteams<br />

setzen, die bereits in früheren Projekten erfolgreich zusammengearbeitet haben. Dadurch<br />

lassen sich Planungsprozesse optimieren, Fehlerquellen reduzieren und Synergien zwischen<br />

den Fachdisziplinen effektiver nutzen.<br />

Im Bereich der Prozessstandards wurde durch das Forschungsprojekt leanWOOD [1] eine<br />

umfassende und praxisnahe Grundlage geschaffen, die klare Handlungsempfehlungen für<br />

integrative Planungsprozesse im Holzbau liefert. Eine detaillierte Betrachtung dieser Erkenntnisse<br />

würde den Rahmen dieses Beitrags sprengen, daher sei an dieser Stelle auf die<br />

vorhandenen Veröffentlichungen verwiesen.<br />

2.3. Standards in der Konstruktion<br />

Wenn in der Baubranche von Standardisierung gesprochen wird, umfasst dieser Begriff<br />

eine Vielzahl unterschiedlicher Ansätze. Diese reichen von der systematischen Rasterung<br />

von Grundrissen in standardisierte Raummodule bis hin zur Normierung einzelner Verbindungsmittel,<br />

beispielsweise stiftförmiger Holzverbindungen. In unserem Verständnis fokussiert<br />

sich die Standardisierung nicht auf vollständige Gebäude, sondern auf die<br />

Modularisierung von Gebäudeteilen. Dabei geht es um die Definition von standardisierten<br />

Details und Aufbauten. Es soll stets die Flexibilität erhalten bleiben, individuelle Anforderungen<br />

aus dem Entwurf zu berücksichtigen.<br />

Konkret umfasst unser Standard die Festlegung von Bauteilaufbauten sowie Anschlussdetails<br />

in zwei Kategorien: Regeldetails und Leitdetails.<br />

106


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett 5<br />

Abbildung 2: Beispiel Deckenaufbau aus dem timberleicht System.<br />

Abbildung 3: Beispiel Regeldetail aus dem timberleicht System: Ein Deckenauflager<br />

inklusive Tragfähigkeiten für verschiedene maßgebende Lasteinwirkungsdauern.<br />

Abbildung 1: Beispiel Leitdetail aus dem timberleicht System: Ein sehr gängiges Detail für<br />

Querdruckverstärkung. Durch die Vielzahl an Anordnungsmöglichkeiten von Schrauben und deren Längen,<br />

lässt sich kein Regeldetail sinnvoll daraus ableiten.<br />

107


6<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

− Regeldetails definieren Anschlusslösungen für spezifische Einbausituationen, die<br />

hinsichtlich ihrer Tragfähigkeit vollständig bemessen sind. Solange die vorgegebenen<br />

Rahmenbedingungen – wie Bauteildimensionen und Schichtdicken angrenzender<br />

Bauteile – eingehalten werden, ist eine erneute Berechnung nicht erforderlich. Sie<br />

finden Anwendung in häufig wiederkehrenden Situationen, beispielsweise bei Zugoder<br />

Schubanschlüssen sowie Deckenauflagern. Um eine flexible Nutzung zu<br />

ermöglichen, werden Regeldetails meist in mehreren Tragstufen vorbemessen und in<br />

einer Datenbank hinterlegt.<br />

− Leitdetails hingegen sind konzeptionelle Lösungsvorschläge, die für die jeweilige<br />

Einbausituation individuell nachzuweisen sind. Sie erläutern den Wirkmechanismus<br />

eines Anschlusses mittels Skizzen und stellen ggf. Bemessungshilfen zur Verfügung.<br />

Leitdetails eignen sich insbesondere für Anschlüsse, bei denen eine standardisierte<br />

Bemessung nicht praktikabel, weil die Randbedingungen zu vielfältigen Einfluss auf die<br />

Bemessung haben.<br />

Vereinfacht ausgedrückt kann ein Regeldetail als «Fertiggericht» betrachtet werden – es<br />

ist unmittelbar anwendbar, sofern die Rahmenbedingungen erfüllt sind. Ein Leitdetail hingegen<br />

entspricht einem «Rezept», das die methodische Herangehensweise beschreibt und<br />

Anpassungen an die spezifischen Anforderungen ermöglicht.<br />

2.4. Vorteile von Standards<br />

Der entscheidende Vorteil standardisierter Lösungen liegt in ihrem Einfluss auf den Planungsprozess<br />

und die damit verbundenen Effizienzsteigerungen. Wie bereits dargestellt,<br />

ist der Koordinationsaufwand im Holzbau erheblich höher als im Massivbau. Während massive<br />

Bauweisen viele funktionale Anforderungen innerhalb weniger Materialschichten integrieren,<br />

erfordert der Holzbau eine präzise Abstimmung zwischen Tragwerk, Bauphysik<br />

und Gebäudetechnik. Jeder Bauteilaufbau muss von verschiedenen Fachplanern analysiert<br />

und entsprechend den projektspezifischen Anforderungen optimiert werden.<br />

Durch standardisierte Bauteile und Anschlussdetails lassen sich Planungsprozesse erheblich<br />

verschlanken. Fachplaner können auf bereits vorbemessene und erprobte Lösungen<br />

zurückgreifen, was die Anzahl der iterativen Abstimmungsschleifen reduziert. Dies führt zu<br />

einer effizienteren Planung und einer höheren Planungs- und Ausführungssicherheit. Darüber<br />

hinaus verbessern Standards die Zusammenarbeit mit ausführenden Betrieben, da<br />

bei der Entwicklung standardisierter Lösungen die spezifischen Anforderungen des Holzbaus<br />

frühzeitig berücksichtigt werden. Dadurch lassen sich potenzielle Missverständnisse<br />

vermeiden und praktikable, baustellengerechte Lösungen sicherstellen.<br />

Ich bin überzeugt, dass durch eine gezielte Standardisierung der Planung im mehrgeschossigen<br />

Holzbau die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Massivbauten deutlich gesteigert werden<br />

kann. Im Einfamilienhausbau ist dies bereits Realität – wie etwa die BKI-Studie zeigt. [2]<br />

Hier haben sich industriell optimierte Bausysteme durchgesetzt, die eine hohe Effizienz und<br />

wirtschaftliche Vorteile bieten. Wenn es gelingt, diese Prinzipien auf den mehrgeschossigen<br />

Holzbau zu übertragen, kann Holz auch in diesem Segment eine gleichwertige, wenn nicht<br />

sogar überlegene Alternative zu konventionellen Bauweisen werden.<br />

3. Das Standards-Flywheel<br />

In der aktuellen Diskussion um Bausysteme und Standardisierung im Holzbau verfolgen<br />

viele Akteure einen top-down-Ansatz. Dabei werden Standards auf der «grünen Wiese»<br />

entwickelt – losgelöst von realen Bauprojekten und ohne unmittelbare Rückkopplung aus<br />

der Praxis. Dieser Prozess ist oft langwierig: Von der ersten Konzeption bis zur tatsächlichen<br />

Anwendung können Monate oder gar Jahre vergehen.<br />

Wir sind hingegen überzeugt, dass sich funktionierende Standards bottom-up entwickeln<br />

müssen – basierend auf realen Bauwerken und in direkter Abstimmung mit den Anforderungen<br />

der Praxis. Erfolgreiche Standardisierung entsteht nicht durch theoretische Vorgaben,<br />

sondern durch die systematische Analyse, Optimierung und Vereinheitlichung<br />

bestehender, bewährter Bauweisen.<br />

108


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett 7<br />

In den letzten fünf Jahren haben wir die Bausysteme dutzender Holzbaubetriebe erfasst,<br />

analysiert, berechnet und optimiert. In einem iterativen Prozess haben wir daraus schrittweise<br />

übertragbare Standards entwickelt. Diesen Ansatz bezeichnen wir als Standards-<br />

Flywheel – ein sich kontinuierlich wiederholender Zyklus aus Anwendung, Verbesserung<br />

und Vereinheitlichung. Statt starre Vorgaben zu setzen, integrieren wir praxiserprobte Bauweisen<br />

aus ausführenden Betrieben in ganz Deutschland und führen diese zu standardisierten<br />

Lösungen zusammen. So entsteht ein flexibles Bausystem, das nicht nur die<br />

Effizienz, sondern auch die Akzeptanz in der Branche maximiert.<br />

Abbildung 5: Das Standards-Flywheel: Durch kontinuierliche Erprobung entsteht<br />

bottom-up ein Standard, der für sehr viele Bauaufgaben funktioniert.<br />

4. Spannungsfeld: Innovation vs. Standardisierung<br />

Selbstverständlich ist Standardisierung nicht die universelle Lösung für alle Herausforderungen<br />

im Bauwesen. Betrachtet man die Branche als Ganzes, zeigt sich ein klares Spannungsfeld<br />

zwischen Standardisierung und Innovation. Einerseits bieten Standards Effizienz<br />

und Sicherheit, andererseits können sie die Entwicklung neuer, optimierter Lösungen verlangsamen.<br />

Man kann argumentieren, dass für nahezu jedes Detail in einem individuellen Anwendungsfall<br />

eine spezifischere und technisch bessere Lösung gefunden werden könnte als die, die<br />

ein Standard vorgibt. Diese Überlegung ist nicht falsch – doch stellt sich die Frage, ob der<br />

zusätzliche Planungsaufwand und das erhöhte Risiko für Kommunikations- oder Ausführungsfehler<br />

diesen Vorteil tatsächlich rechtfertigen. In der Praxis führt ein Übermaß an<br />

Individualisierung zu fragmentierten Einzellösungen, die hohe Entwicklungskosten verursachen,<br />

jedoch kaum über ein einzelnes Projekt hinaus nutzbar sind.<br />

Betrachten wir uns nicht individuelle als Betriebe und Wettbewerber, sondern als eine Branche,<br />

die vor der Herausforderung steht, eine stetig steigende Nachfrage nach nachhaltigem<br />

Bauen zu bedienen, wird deutlich: Standardisierung ist ein entscheidender Hebel zur Effizienzsteigerung.<br />

Einheitliche, erprobte Lösungen verbessern nicht nur die Planbarkeit und<br />

Wirtschaftlichkeit, sondern bieten Bauherren und Projektentwicklern auch die notwendige<br />

Verlässlichkeit.<br />

Statt individuelle Lösungen als Wettbewerbsvorteil zu verteidigen, sollten wir uns darauf<br />

konzentrieren, was für die Branche als Ganzes den größten Nutzen bringt. Die erfolgreiche<br />

Zukunft des Holzbaus liegt nicht in der Abschottung einzelner Lösungen, sondern in der<br />

gemeinsamen Entwicklung robuster, flexibler Standards, die Innovation ermöglichen, ohne<br />

Effizienz und Skalierbarkeit zu opfern.<br />

109


8<br />

Fokus auf Standards – wie gleiche Details und Planungsabläufe die Gewinnmargen steigern | J. Brett<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

5. Wirtschaftliche Betrachtung<br />

Durch wiederholte und eingespielte Zusammenarbeit lassen sich die tatsächlichen Planungskosten<br />

nach unserer Erfahrung um etwa 25 % senken – ein Vorteil für alle Beteiligten.<br />

Der Bauherr profitiert von geringeren Ausgaben, während Planer und ausführende Unternehmen<br />

effizienter arbeiten und somit höhere Erträge erzielen.<br />

Insbesondere für Holzbauer mit Erfahrung im System zahlt sich dies aus: Optimierte<br />

Bestellprozesse und eine strukturierte Arbeitsvorbereitung erleichtern die Ausführung erheblich.<br />

Verlässliche Aussagen über die Kostenvorteile<br />

Auf Branchenebene ist es entscheidend, auf standardisierte Prozesse zurückzugreifen, um<br />

verlässliche Angebote und wettbewerbsfähige Preise gegenüber dem Massivbau gewährleisten<br />

zu können. Gelingt dies, wird der Holzbau weiter an Bedeutung gewinnen. Eine<br />

zentrale Voraussetzung dafür sind Verlässlichkeit und Planbarkeit für Bauherren. Während<br />

der Massivbau bereits über umfangreiche Referenzwerte verfügt, fehlen im Holzbau noch<br />

empirische Daten. Einheitliche Standards können helfen, diese schneller zu generieren und<br />

fundierte Aussagen gegenüber Immobilieninvestoren zu ermöglichen.<br />

6. Fazit: Standards als Chance für Branche<br />

Effektive Standards können nur entstehen, wenn wir als Branche gemeinsam an einem<br />

Strang ziehen. Wir sind auf dem Weg, diese Zusammenarbeit gezielt auszubauen und den<br />

Austausch nach außen zu verstärken. Daher lade ich Sie ein, mit uns – timberleicht – in<br />

Kontakt zu treten – sei es, um unsere Standards einzusehen und zu nutzen oder um eigene<br />

Vorschläge für deren Weiterentwicklung einzubringen.<br />

Initiativen wie dataholz.eu müssen stärker in die Praxis integriert und dort nachhaltig verankert<br />

werden. [3] Dies erfordert kontinuierliche Diskussionen in digitalen Kanälen und<br />

eine aktive Beteiligung aller relevanten Akteure. Ein Standard wird nur dann erfolgreich,<br />

wenn er nicht nur definiert, sondern auch angewendet und weiterentwickelt wird. Lassen<br />

Sie uns diesen Prozess gemeinsam gestalten.<br />

7. Quellenverzeichnis<br />

[1] https://www.arc.ed.tum.de/fileadmin/w00cgv/holz/leanWood/leanWOOD-Broschuere.pdf<br />

[2] https://bki-files.de/downloads/objektdaten/S6/Vergleich_Holzbau_Massivbau_Grundflaechen_Bauwerkskosten_Bauzeiten_ProfKalusche.pdf<br />

[3] https://www.dataholz.eu/<br />

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Donnerstag, 20. März 2025<br />

Block A2<br />

Logistik in der Produktion


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbundbereich | R. Auerbacher 1<br />

Logistik mitgedacht –<br />

Automatisierung im Abbundbereich<br />

Rainer Auerbacher<br />

Hans Hundegger AG<br />

Hawangen, Deutschland<br />

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2<br />

Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbundbereich | R. Auerbacher<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbundbereich | R. Auerbacher 3<br />

Logistik mitgedacht –<br />

Automatisierung im Abbundbereich<br />

1. Hans Hundegger AG<br />

Die Hans Hundegger AG, mit rund 600 Mitarbeitern weltweit und einem Jahresumsatz von<br />

ca. 150 Millionen Euro, ist das führende Unternehmen im Bereich von CNC-gesteuerten<br />

Abbundmaschinen.<br />

Seit der Auslieferung der ersten Abbundmaschine in 1985, der Hundegger P8, ist die<br />

Automatisierung des Abbunds ein zentraler Bestandteil des Unternehmens. Das dabei fortwährend<br />

verfolgte Ziel ist die Schaffung eines «Automaten», der es ermöglicht, dass sich<br />

die Anwender von Hundegger-Anlagen so wenig wie möglich mit den Arbeiten beschäftigen<br />

müssen, die zwischen dem erstellten 3D-Modell im Holzbau-CAD-System und dem gefertigten<br />

Bauteil liegen.<br />

Die Hundegger Lösung kümmert sich darum, das 3D-Modell aus dem CAD-System in die<br />

Realität zu überführen. Genau in diesem Spektrum wurde der gesamte Abbundprozess<br />

automatisiert.<br />

Mittlerweile wurde die Produkt- und Dienstleistungspalette deutlich ausgebaut und umfasst<br />

die Bereiche der Zuschnittmaschinen, der Abbundanlagen, den Lösungen für Plattenbearbeitung<br />

und mittlerweile als eigenem Bereich die Mechanisierung und Automation. Sämtliche<br />

Anlagen werden dabei von der eigens entwickelten CAMBIUM® Produktionsplattform<br />

angesteuert und bedient.<br />

Besonders hervorzuheben ist, dass die Firma Hans Hundegger seit jeher die Software inhouse<br />

selbst entwickelt. Diese Expertise hat zur Entwicklung der CAMBIUM® Produktionsplattform<br />

geführt, die von der Arbeitsvorbereitung bis Produktion mit der Maschine und<br />

dem fertigen Bauteil ohne Schnittstellen vollintegriert sämtliche Aufgaben einschließlich<br />

der CAM-Systeme übernimmt. Die Software-Abteilung im eigenen Haus bietet nicht nur<br />

große Vorteile in Bezug auf internes Wissen, sondern auch im Hinblick auf Reaktionsgeschwindigkeiten<br />

die Innovationen im Holzbau auch umzusetzen.<br />

2. Logistik mitgedacht – Automatisierung<br />

im Abbundbereich<br />

2.1. Ausgangsituation<br />

Eine typische Aufstellung in einer Zimmerei, einem Abbundzentrum oder bei größeren Holzbaubetrieben<br />

ist eine Einzel-Aufstellung einer Abbundmaschine.<br />

Das seitens Hundegger entwickelte Datenmodell bildet die Schnittstelle zwischen allen gängigen<br />

Holzbau-CAD-Systemen und CAMBIUM®. Somit kann das Bauvorhaben samt relevanter<br />

Informationen an CAMBIUM® übergeben werden. Nach der Aufbereitung der Daten<br />

übernimmt die Hundegger Lösung aus Maschine und Software den Abbund der Bauteile<br />

vollständig und automatisiert.<br />

Es ist allerdings größtenteils festzustellen, dass die Beschickung der Anlage keineswegs<br />

automatisiert abläuft, sondern die Mitarbeiter an der Anlage per Hand, Kran oder Stapler<br />

die Rohware entsprechend der Anforderung der Anlage und der zu fertigenden Bauteile<br />

manuell auf die Maschine bringen.<br />

Nach der Bearbeitung ist auch die Abnahme der Bauteile mit viel manuellem Aufwand verbunden.<br />

Je nach Komplexität der Bauteile ist die Abnahme durch den Mitarbeiter sogar<br />

unter Zeitdruck oder mit etwas Wartezeit zu bewerkstelligen. Dabei kommt es auch vor,<br />

dass die Bauteile mehrmals in die Hand genommen werden müssen, bis sich ein abholbereites<br />

Paket neben der Maschine befindet.<br />

Diese gesamten Prozesse vor und nach der Maschine werden in vielen Aufstellsituationen<br />

dank der Erfahrung und Einsatzbereitschaft der Mitarbeiter gelöst und optimiert.<br />

115


4<br />

Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbundbereich | R. Auerbacher<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2.2. Konkretes Beispiel einer Fertigungszelle zur Übernahme der<br />

Logistikaufgaben<br />

Die Weiterentwicklung der Einzelaufstellung beinhaltet insbesondere Fertigungszellen, bei<br />

denen die Prozesse vor und nach der Abbundanlage mit integriert werden. Dies bedeutet<br />

die Materialanlieferung und der Materialabtransport nach der Maschine werden mitberücksichtigt<br />

– «Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbund».<br />

Die im Folgenden beschriebene Maschinenaufstellung besteht aus zwei Abbundanlagen und<br />

der Krananlage eines Drittanbieters. Die gesamte Aufstellung befindet sich in einem Hallenschiff.<br />

Die Krananlage wird als Sortierroboter betrieben.<br />

Abbildung 1: Exemplarische Darstellung einer Fertigungszelle bestehend aus mehreren Abbundanlagen<br />

und einer Krananlage / Sortierroboter.<br />

2.2.1. Ablauf in der Arbeitsvorbereitung<br />

Der Ablauf startet mit der Übergabe von CAD-Daten an CAMBIUM®. Die Attribute im CAD-<br />

System bedingen die Zuordnung zu Produktionslosen. Anhand der vordefinierten Produktionslose<br />

werden logistikgerechte Pakete gebildet. Ausgehend von den Paketen werden die<br />

Rohholzbedarfe ermittelt. Die vorhandenen Resthölzer werden hierbei ebenfalls berücksichtigt<br />

und reduzieren somit den Rohholzbedarf. Die gesamten Prozesse werden in der<br />

Produktionsplattform CAMBIUM® inkl. dem CAMBIUM® COMPONENT MANANGER abgebildet<br />

und sind Tätigkeiten im Bereich der Arbeitsvorbereitung.<br />

Als Ergebnis aus der Arbeitsvorbereitung kommen Fertigungsaufträge mit Materialanforderungen<br />

und Werkzeugbestückungen samt Maschinenlaufzeiten, Maschinenauswahl und<br />

Produktionsreihenfolge. Diese Details bilden die Grundlage zur Abarbeitung in der Fertigung.<br />

Des Weiteren ist auch die Paketierung des finalen Paketes berücksichtigt, damit es logistikgerecht<br />

zusammengestellt ist.<br />

Nach der tatsächlichen Abarbeitung der Bauteile in der Fertigung wird Restholz physisch in<br />

ein Restholzlager abgelegt und die Details zurück in die Lagerverwaltung CAMBIUM®<br />

Inventory übertragen. Diese Resthölzer werden dann bei der Rohholzoptimierung in den<br />

nächsten Bauvorhaben berücksichtigt und verwendet. Somit verbleibt das Restholz im<br />

Kreislauf und unter Berücksichtigung bis zu seiner tatsächlichen Verwendung.<br />

116


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbundbereich | R. Auerbacher 5<br />

2.2.2. Ablauf in Bereich der Fertigung<br />

In der Fertigung gilt es lediglich das benötigte Rohholz in Form von kommissbezogenen<br />

Paketen oder in Form eines mobilen Rungenlagers in die Fertigungshalle zu bringen. Parallel<br />

zu Kommissionsware bedient sich der Sortierroboter auch stationärer Lagerware und<br />

des Restholzlagers.<br />

Der nachfolgende Ablauf bestehend aus Auswahl der Maschine und Durchführung des Abbundes<br />

samt Paketierung auf ein gewünschtes logistikgerechtes Paket wird vollautomatisch<br />

durchgeführt. Ebenso werden die Resthölzer direkt in einen separaten Lagerbereich für<br />

Resthölzer eingelagert. Die Bewegungen der Hölzer außerhalb der Maschine übernimmt die<br />

in der Halle installierte Krananlage, die über die Hundegger Software angesteuert und koordiniert<br />

wird und als Sortierroboter agiert.<br />

Die Logistik vom Rohholz bis zum fertigen Bauteilpaket wird ohne manuellen Eingriff getätigt.<br />

Der gesamte Ablauf wird in einem abgeschlossenen Sicherheitsbereich Mann-arm<br />

durchgeführt.<br />

2.2.3. Unterschiedliche Betriebsmodii<br />

Die Flexibilität dieses Aufbaus ermöglicht auch unterschiedliche Betriebsmodii auszuwählen.<br />

Die Automation kann samt Aufgabe und Abgabe gewählt werden, oder sich auf Aufoder<br />

Abgabe beschränken. Es ist auch möglich, wie in einer Einzelaufstellung jede Maschine<br />

manuell zu beschicken und die Bauteile im Abgabebereich konventionell zu entnehmen.<br />

Diese Flexibilität ermöglicht es je nach Bauvorhaben individuell zu reagieren.<br />

2.3. Weitere Möglichkeiten<br />

Es lässt sich auch eine Einzelmaschine in Bezug auf die Logistik automatisieren. Die Erweiterungsmöglichkeiten<br />

umfassen Hundegger Pick & Feed, Pick & Place, mobile und stationäre<br />

Rungenlager sowie die Integration in ERP-Umgebungen und andere Systeme. Durch<br />

den Plattformgedanken kann die Integration sukzessive erweitert werden.<br />

3. Fazit<br />

«Logistik mitgedacht – Automatisierung im Abbund» beinhaltet als oberstes Ziel, den<br />

Abbund auf verschiedenen Abbundmaschinen sowie einen Vakuumsortierroboter, der die<br />

Maschinen mit Rohware beschickt und die fertigen Bauteile zu verlade- und transportfähigen<br />

Paketen zusammensetzt, zu automatisieren. Die Automation der Logistik samt der Entlastung<br />

der Mitarbeiter gehen dabei Hand in Hand.<br />

Weitere Ziele sind die Reduzierung von Transportwegen und Transportzyklen. Zudem wird<br />

angestrebt, die zur Verfügung stehende Produktionsfläche effizienter auszunutzen. Ebenso<br />

wichtig ist, dass die Automatisierung bei Losgröße 1 genauso gut funktioniert. Darüber<br />

hinaus sollen Arbeitsplätze in den Unternehmen erhalten und durch die höhere Leistungsfähigkeit<br />

sogar Neue geschaffen werden. Schließlich soll die Nutzung der Hallen flexibler<br />

gestaltet werden und der Prozess der Wiederverwendung von Resthölzern mitberücksichtigt<br />

werden.<br />

117


118


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Industriell Denken | C. Prilhofer 1<br />

Industriell Denken<br />

(Vergleich Beton/Holzbau)<br />

Gemeinsamkeiten und Unterschiede<br />

Christian Prilhofer<br />

Prilhofer Consulting GmbH & Co.KG<br />

Freilassing, Deutschland<br />

119


2<br />

Industriell Denken | C. Prilhofer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Industriell Denken | C. Prilhofer 3<br />

Industriell Denken<br />

(Vergleich Beton/Holzbau)<br />

Gemeinsamkeiten und Unterschiede<br />

1. Industrielle Vorfertigung und Automatisierung<br />

Die Zukunft des Bauens im Wohnungsbau liegt in der Vorfertigung. Dabei spielt es keine<br />

Rolle, welcher Baustoff dafür eingesetzt wird. Es gibt natürlich Baustoffe, die sich besser<br />

für die Vorfertigung eignen als andere. Holz und Beton sind ideal für die Vorfertigung,<br />

Ziegel und andere steinförmige Baustoffe sind dafür nicht so gut geeignet.<br />

Industrielles Denken und Produzieren (also vorfertigen) ist die Voraussetzung dafür, um<br />

qualitativ hochwertig und kostengünstig zu bauen. Die industrielle Produktion in einer Fabrik<br />

erlaubt auch den Einsatz moderner Technologien und automatischer Anlagen. Um aber<br />

industriell produzieren zu können und dabei effizient zu produzieren, müssen einige Voraussetzungen<br />

geschaffen werden.<br />

Diese sind unter anderem:<br />

− Durchgängiger Einsatz von Daten<br />

− Durchgängiger Materialfluss und verkettete Prozesse (keine Insellösungen)<br />

− Automatische Produktionsplanung zur besseren Nutzung der Anlagen<br />

Die Betonfertigteilindustrie begann damit vor 40 Jahren. Also lange bevor Begriffe wie BIM<br />

erfunden waren, wurde hier schon nach diesen Prinzipien gearbeitet.<br />

1.1. Beginn der Automatisierung und Datennutzung<br />

in der Betonfertigteilindustrie<br />

Die industrielle Vorfertigung von Gebäuden (Holz, Beton, Ziegel, usw.) begann natürlich<br />

vor der direkten Nutzung (ohne Umweg über Werkzeichnungen) der Daten zur Produktion.<br />

Die sogenannten Plattenbauten waren der sichtbarste Beweis dafür. Diese Bauten gab es<br />

nicht nur in der ehemaligen DDR, sondern auch im Westen. Was diese Bauweise in Verruf<br />

gebracht hat, war die schreckliche Optik und die qualitativen Mängel. Also hat man im<br />

Westen in den 70er Jahren mit dieser Bauweise aufgehört. Was dann kam, war eine<br />

Mischung aus Ortbeton, Ziegeln und Vollwärmeschutz. Damit war der erste Teil der industriellen<br />

Vorfertigung abgeschlossen.<br />

In den 80er Jahren wurde der Wunsch nach effizienteren Bauweisen wieder lauter. Speziell<br />

für die Geschossdecken. Da kam die Stunde der Elementdecke (Betonfertigteil).<br />

Abbildung 1:Elementdeckenproduktion auf Bahnen<br />

121


4<br />

Industriell Denken | C. Prilhofer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Zur gleichen Zeit waren Personal-Computer, CAD-Programme und speicherprogrammierbare<br />

Steuerungen (SPS) am Markt verfügbar. Durch den Umstand, dass Gebäude meistens<br />

nur einmal in gleicher Form gebaut werden und dadurch die Planung der Bauteile immer<br />

wieder gemacht werden muss, wurde eine damals kühne Idee geboren. Warum kann man<br />

nicht die Daten direkt aus dem CAD-System in der Maschine einsetzen so wie im Maschinenbau.<br />

Ohne den Umweg einer Zeichnung und manueller Eingabe.<br />

So entstanden die ersten Großformatplotter, die die Geometrie der Deckenelemente 1:1<br />

auf die Fläche übertragen haben. Der Effizienzgewinn war enorm. Also wurde weiter überlegt,<br />

wo sonst noch die Daten direkt eingesetzt werden können und noch mehr automatisiert<br />

werden kann.<br />

Das war die Geburt der automatischen Produktionsanlage – CAD/CAM gesteuert. Die Anlage<br />

wurde von einem Leitrechner gesteuert. Die dafür notwendigen Daten wurden direkt<br />

aus dem CAD mittels 3,5 Zoll Floppy Disk übertragen. Das war im Jahr 1986. Dadurch war<br />

es möglich, mit einem Drittel des Personals und entsprechender Automatisierung, die gleiche<br />

Menge an Decken als ohne Automatisierung herzustellen.<br />

Seitdem ist viel passiert und mittlerweile ist es möglich, Daten direkt aus dem BIM Model<br />

zu übernehmen. Nach der Übernahme müssen noch Anpassungen wie z. B. Elementgröße,<br />

Elementverbindungen und Versetzreihenfolge in die Daten aufgenommen werden. Dann<br />

kann automatisch produziert werden.<br />

1.2. Schnittstellen in der Betonfertigteilindustrie<br />

Es gab nicht nur eine Firma, die diese Entwicklung verfolgte. Auf Seite der CAD-Anbieter<br />

haben 5 bis 6 Firmen Programme zum Planen der Decken angeboten und es gab auch noch<br />

einige Firmen, die SPS-Steuerungen für die diversen Plotter gebaut haben. Somit waren<br />

Probleme vorprogrammiert, da es einen ziemlichen Wildwuchs in den Schnittstellen zwischen<br />

CAD und Maschinensteuerungen gab.<br />

Also musste jeder, der seine Anlagen automatisieren wollte, sich auch noch mit Schnittstellen<br />

beschäftigen. Also der Übersetzung von vektororientieren Daten in Maschinensprache.<br />

Zu diesem Zeitpunkt waren die übertragenen Informationen aber noch bescheiden.<br />

Außer Geometrie und ein paar Information zur Bewehrung wurde nichts übertragen.<br />

Glücklicherweise hat Fa. Unitechnik, die sich mit Steuerungen und Automatisierung<br />

beschäftig, eine offene Schnittstelle entwickelt. Diese Schnittstelle beschrieb nicht nur<br />

Decken, sondern auch Wände und andere Bauteile in vollumfänglicher Weise. Das war der<br />

Durchbruch für die globale Automatisierung der Betonfertigteilproduktion. Ab dem Zeitpunkt<br />

verwendeten alle Anbieter diese von Unitechnik entwickelte Schnittstelle.<br />

Im Moment wird diese Schnittstelle gerade auf das IFC-Format umgesetzt und heißt dann<br />

IFC4precast.<br />

1.3. Warum wurde die Entwicklung gemacht<br />

Durch den Umstand, dass Beton und Betonfertigteile schwer sind, waren «Insellösungen»<br />

nicht zielführend. Es musste ein komplettes Produktions- und Automatisierungssystem von<br />

Anfang an entwickelt werden. Anders als im Maschinenbau (Bearbeitungszentren) und im<br />

Holzbau (einzelne automatische Maschinen, z. B. Abbund), wo Insellösungen noch immer<br />

Stand der Technik sind. Der Grund dafür war der Produktionsprozess, der auf Werkstückträgern<br />

(sogenannten Stahlpaletten) durchgeführt wurde. Diese Stahlpaletten werden<br />

durch die Anlage bewegt und durchfahren die einzelnen Arbeitsstationen und automatischen<br />

Maschinen. Dadurch war es auch leicht, den Produktionsprozess und Materialfluss<br />

optimal zu strukturieren. So ist es heute möglich, Fertigungsanlagen zu betreiben, die ohne<br />

Papier in Form von Zeichnungen für die manuellen Arbeitsplätze auskommen, weil mit der<br />

Stahlpalette auch die Information, was auf dem Arbeitsplatz zu tun ist, automatisch zum<br />

Mitarbeiter gelangen. Es muss nichts gescannt oder anderweitig abgerufen werden. Somit<br />

werden Fehler entscheidend minimiert.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Industriell Denken | C. Prilhofer 5<br />

1.4. Letzte Entwicklungen in der Betonfertigteilindustrie<br />

Nach dem Ende des sogenannten Plattenbaus wurden Betonfertigeile in den meisten Fällen<br />

nur als Ergänzung beim traditionellen Bau eingesetzt. Hauptsächlich in Form von Decken,<br />

später auch Wänden, Treppen und Balkonen. Die Effizienzgewinne waren damit ausgeschöpft<br />

und es gibt keine weiteren Verbesserungen. Wir sehen, dass es in Zukunft neue<br />

Geschäftsmodelle im Wohnbau geben wird oder besser gesagt wird geben müssen. In Form<br />

von integrierten Firmen, die das Bauen als ganzheitlichen Prozess sehen. Von der Planung<br />

über die Fertigung bis hin zur Fertigstellung des Gebäudes. So wie in den 70er und 80er<br />

Jahren des letzten Jahrhunderts. Nur so kann man industriell bauen und die Baukosten<br />

senken.<br />

Weltweit wird das schon von vielen unserer Kunden umgesetzt und der Erfolgt gibt ihnen<br />

Recht. In Märkten außerhalb Europas was es leichter, den Bauprozess umzugestalten, da<br />

es größere Märkte (Nachfrage) auf kleinem Raum gibt.<br />

Abbildung 2:Moderne Produktionsanlage<br />

2. Beton/Holzbau Gemeinsamkeiten<br />

Wenn ich hier von Beton spreche, dann meine ich immer Betonfertigteile, nicht Ortbeton.<br />

Die Zukunft im Wohnbau liegt in der Vorfertigung. Es werden auch in Zukunft verschiedene<br />

Bausystem nebeneinander existieren oder sich vermischen (Stichwort Holz-Beton-Hybridbau).<br />

Alleine schon aus diesem Grunde sollten wir alle nach Gemeinsamkeiten suchen.<br />

Zum Vorteil aller am Bau beteiligten.<br />

2.1. Vorfertigung als Schlüssel zum Erfolg<br />

Industrielles Bauen und Vorfertigung gehören zusammen. Egal welcher Werkstoff eingesetzt<br />

wird. Industrielles Denken im Wohnbau ist aber noch sehr ausbaufähig. Vorfertigung<br />

benötigt Vorplanung und Daten, um die Vorteile dieser Bauweise nutzen zu können.<br />

Traditionelle Baufirmen sind es nicht gewohnt, Bauwerke so vorzuplanen, dass die Gebäude<br />

vorgefertigt werden können. Die baubegleitende Planung ist die Regel und nicht die Ausnahme.<br />

BIM hat da bisher wenig verbessert.<br />

Eine gemeinsame Anstrengung (Beton/Holz), um die Vorfertigung mit allen vorhandenen<br />

Vorteilen bekannter zu machen wäre sicher hilfreich. Gegeneinander zu kämpfen verunsichert<br />

nur die Kunden und schadet letztendlich uns allen.<br />

123


6<br />

Industriell Denken | C. Prilhofer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

3. Beton/Holzbau Unterschiede<br />

Holz als leichter Baustoff kann aus wirtschaftlicher Sicht weiter transportiert werden als<br />

Betonfertigteile. Evtl. entsteht aus diesem Vorteil immer wieder der Wunsch nach MEGA-<br />

Fabriken. MEGA-Fabriken brauchen aber auch eine MEGA-Organisation und Pipeline an<br />

Marktvolumen.<br />

Im Bereich der Betonfertigteile war das Produkt (Decke, Wand, etc.) seit den 80er Jahren<br />

nur eine Ergänzung zum traditionellen Bau (Ziegel, Ortbeton, usw.) Dadurch ist es im Betonfertigteil<br />

gelungen, sich langsam in den Markt hineinzubewegen und Marktanteile zu<br />

gewinnen. So konnte mit dem Produkt und den Produktionsverfahren über Jahre geübt<br />

werden und sowohl die Technologie wie auch das Produkt verbessern.<br />

4. Fazit<br />

Der größte Unterschied zwischen Beton und Holz liegt im Material. Nicht in der Nutzung<br />

des Materials. Ich möchte hier nicht auf CO2 Bilanzen, Bauphysik und ähnliches eingehen,<br />

denn da gibt es kompetentere Experten und Firmen, die sich damit beschäftigen.<br />

Die Entscheidung wird letztendlich von den Käufern der Wohnungen/Häuser getroffen<br />

werden, welches System beim Bauen eingesetzt wird. Die Käufer werden bestimmen, welches<br />

System (Holz oder Beton) sich am Markt behaupten wird. Und sehr wahrscheinlich<br />

wird es auch in Zukunft so sein wie in der Vergangenheit. Es werden verschiedene Systeme<br />

nebeneinander existieren oder sich vermischen zum Vorteil der zukünftigen Käufer.<br />

124


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung | S. Zürcher 1<br />

Innerbetriebliche Logistik –<br />

kleine Schritte, grosse Wirkung<br />

Stephan Zürcher<br />

ecoholz GmbH<br />

Winterthur, Schweiz<br />

125


2<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung | S. Zürcher<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

126


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung | S. Zürcher 3<br />

Innerbetriebliche Logistik –<br />

kleine Schritte, grosse Wirkung<br />

1. Einleitung<br />

Im Holzbau und speziell in der Elementfertigung werden täglich viele Tonnen an Material<br />

herumgefahren. Vom LKW abladen, Material einlagern, über den Transport in die Halle bis<br />

zum Rausfahren der vollen, eingepackten Pritschen, gibt es sehr viele kleine Schritte, welche<br />

koordiniert werden müssen. Dabei unterscheidet sich die Logistik in den grossen industrielleren<br />

Unternehmen deutlich von den mittleren Betrieben mit einer einfacheren, aber<br />

schlagkräftigen Eigenfertigung. Je weniger Lagerfläche ein Unternehmen hat, desto wichtiger<br />

ist die Logistik. Unseren Fokus legen wir auf die Holzbauer, welche in einer Halle die<br />

verschiedensten «Produkte» herstellen und die Flexibilität leben, welche sie auch benötigen.<br />

Ein weiterer Unterschied ist, dass in kleineren Unternehmen der Branche sehr gut ausgebildete<br />

und motivierte Mitarbeitende arbeiten, die mitdenken, Stapler fahren und koordinieren<br />

können. Deshalb ist hier die Herausforderung, den Logistiker bewusst einzusetzen<br />

und die vielen Geh-Kilometer der wertschöpfenden Mitarbeitenden zu reduzieren.<br />

Abbildung 1: Wenn der Logistiker fehlt...<br />

2. Der Alltag<br />

Wenn wir fast täglich in den verschiedenen Fertigungen stehen, dann beobachten wir folgende<br />

Szenen:<br />

‒ Jeder Mitarbeitende holt sich das nötige Material aus dem Lager und sucht<br />

entsprechend zuerst den Stapler<br />

‒ Jetzt fährt ein LKW vor, der abgeladen werden muss, der Mitarbeiter vom<br />

Elementtisch geht dann schon raus und übernimmt das<br />

127


4<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung | S. Zürcher<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

‒ Da müssten noch die bestellten Stahlteile am Lager liegen, sind sie wirklich da und<br />

wo liegen sie?<br />

‒ Den Logistiker anrufen, doch der geht nicht ans Telefon oder ist gerade mit etwas<br />

anderem beschäftigt und kann nicht sofort kommen<br />

Mit jedem Verlassen des Arbeitsplatzes und jeder «Wanderung» reduziert sich die Wertschöpfung<br />

um ca. 50%, abhängig davon, mit welcher Fertigungsmethode, Fliessfertigung<br />

und einzelnen Elementtischen usw. gearbeitet wird. Die Erkenntnis aus mehreren IST-Analysen<br />

zeigt, dass in Hallen ohne Logistiker die Wertschöpfung um ca. 20% tiefer liegt. Oft<br />

gibt es einen ernannten Logistiker, doch der hat keine Zeit, weil er als Mädchen für alles<br />

untergeht oder noch dem Senior-Chef helfen muss.<br />

Abbildung 2: Der Wareneingang ist gewährleistet, sicher und zuverlässig<br />

3. Die Kernpunkte der Logistik<br />

Das Grundprinzip in den Arbeitsabläufen der Elementfertigung ist das Trennen von Wertschöpfung<br />

und Logistik, die wertschöpfenden Mitarbeitenden bleiben am Arbeitsplatz und<br />

können Gas geben. Nur eine Person erledigt die Logistik, strukturiert, konsequent und mit<br />

Zuverlässigkeit. Damit dieser Logistiker den Überblick behält, müssen die «Zeichen» für<br />

das Nachfüllen deutlich sein und ohne «Anruf» erledigt werden können. So kann der Nachschub<br />

mit einem einfachen Kanban-System organisiert werden.<br />

Die Logistik beinhaltet auch die Materialanlieferung ins Unternehmen, die Wareneingangskontrolle<br />

und die Organisation des Lagers. Natürlich ist auch die Entsorgung eine Aufgabe<br />

der Logistik, denn die Abfälle müssen ja auch wieder aus der Halle raus.<br />

4. Wirkung des Logistikers<br />

Dass der Logistiker direkt einen grossen Einfluss auf den Output der Elementfertigung hat,<br />

erkennen die Unternehmen erst, wenn sie ihn konsequent eingearbeitet haben. So können<br />

die wertschöpfenden Mitarbeitenden an den Arbeitsplätzen bleiben und die Produktion läuft<br />

ohne Unterbrechungen und «Bremsmanöver» weiter. Dies zeigte zum Beispiel der Vergleich<br />

in einem Unternehmen, als für 4 Monate eine zweite Schicht in der Elementfertigung<br />

etabliert wurde. Nur der Logistiker fehlte ab 17 Uhr, und die Leistung ist in den späten<br />

Stunden um 20% gesunken.<br />

Auch für die Bereitstellung der Kommissionsware für die Baustelle ist der Logistiker eine<br />

äusserst wichtige Person. Er verkürzt die Suchzeiten deutlich und bringt Ordnung in die<br />

vielen Bestellungen und Teillieferungen.<br />

128


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung | S. Zürcher 5<br />

5. Weitere Aufgaben des Logistikers<br />

Neben der Materialbereitstellung für die Fertigung und die Baustelle erledigt der Logistiker<br />

weitere Aufgaben. Ein Beispiel für die Wareneingangs- und somit auch Qualitätskontrolle<br />

ist der frühe Hinweis, dass die Stahlteile für ein Bauvorhaben nicht vollständig<br />

angeliefert wurden. Mit diesem «Wissensvorsprung» konnte ein Fertigungsunterbruch<br />

verhindert werden.<br />

Auch die Lagerverwaltung von Hilfs- und Lagermaterialien ist eine Aufgabe für den Logistiker,<br />

bei einigen Unternehmen bestellt er diese Produkte auch direkt.<br />

Die Baustellenmitarbeitenden sollten am Morgen möglichst rasch auf die Baustellen fahren<br />

können, so kann der Logistiker die Rüstarbeiten für sie erledigen und die gewünschten<br />

Teile bereitstellen.<br />

Der ganze Rückschub von der Baustelle ist auch ein wichtiges Thema, welches viel Diskussionsbedarf<br />

in den Unternehmen birgt. Die Entscheidung zwischen Wegwerfen und «Das<br />

können wir noch in einem anderen Bauvorhaben verwenden» kann im Unternehmen hohe<br />

Wellen schlagen. Gerade bei Dämmmaterialien ist ein geeignetes Bündeln und Binden eine<br />

effiziente Methode, um den Rückschub bei einer anderen Baustelle wieder zu verwenden.<br />

Ein Blick auf die verschiedenen Firmengelände zeigt ein Aufräumpotenzial. So zum Beispiel<br />

bei den vielen leeren Paletten oder bei der Entsorgungs-Ecke. Wie oft zeigt sich beim<br />

Vorbeifahren von der Strasse her ein anderes Bild vom Unternehmen als von seinem<br />

Kundenparkplatz aus? Bei einem kleineren Holzbauer wartet der Logistiker auch die<br />

Handmaschinen und die Werkzeuge.<br />

6. Den Logistiker ausbilden<br />

In der Praxis sind die Logistiker oft «Mädchen für alles oder Putztrupp». Diese Funktionen<br />

machen auf die Dauer keinen Spass, deshalb braucht es Ausbildung und Spielregeln. Die<br />

persönliche Dienstleistungshaltung des Logistikers ist zentral, aber er braucht Tagesstrukturen,<br />

welche funktionieren. Der Sinn für Ordnung und ein Lagersystem, welches Transparenz<br />

und Nachvollziehbarkeit bietet, sind die Grundlagen. Wir coachen die Logistiker in<br />

ihrem täglichen Ablauf und lehren sie Prioritäten zu setzen.<br />

Den geeigneten Logistiker finden wir oft bei älteren Zimmerleuten, welche nicht mehr auf<br />

der Baustelle arbeiten wollen. Sie bringen das Fachwissen, kennen die Produkte, erkennen<br />

die nächsten Schritte in der Halle und auf der Baustelle. Ihre Weitsicht und Zuverlässigkeit<br />

unterstützen die Prozesse im Unternehmen vorteilhaft. Wir sehen bei den Unternehmen<br />

auch Logistiker mit einem anderen beruflichen Hintergrund. Da sind die Materialkunde und<br />

die gute Beschriftung der Materialien wichtig. Nach einer Einarbeitungszeit funktioniert<br />

auch dies sehr gut.<br />

7. In der Elementfertigung<br />

Die Herausforderung am Elementtisch ist es, dem Logistiker zu zeigen, welche Materialien<br />

er als nächstes in die Halle bringen soll. Das tägliche Nachfüllen der Regale und die Entsorgungsfahrten<br />

können einfach strukturiert werden und sind selten ein Problem. Entscheidend<br />

ist, dass der Logistiker nicht erst drei Minuten bevor die letzte Platte verbaut wurde<br />

informiert wird. Denn dann ist er sicher mit dem Ablad eines LKW beschäftigt. Wir müssen<br />

dem Logistiker anzeigen, was er heute bringen muss. In der Halle sollte deshalb für alle<br />

Materialien ein Lagerbestand von zwei Tagen bereitstehen. So decken wir die Verbrauchsspitzen<br />

ab und geben dem Logistiker die nötige Vorlaufzeit.<br />

Um die Rüstzeiten in der Halle zu verkürzen, beim Wechsel von Wandelementen auf Dachelemente,<br />

informiert man den Logistiker rechtzeitig, somit kann er die benötigten Materialien<br />

vorbereiten und die Elementfertigung läuft fast ohne Unterbruch weiter.<br />

129


6<br />

Innerbetriebliche Logistik – kleine Schritte, grosse Wirkung | S. Zürcher<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

8. Das Zusammenspiel<br />

Wie immer ist die Kommunikation zwischen Elementfertigung und Logistik entscheidend<br />

für den Erfolg. Wenn der Logistiker selbst erkennt, was er als nächstes bringen muss, dann<br />

reduziert sich das auf die Sondersituationen. Somit reicht ein täglicher Rundgang durch die<br />

Halle mit dem Teamleiter der Elementfertigung, um die nächsten Transporte zu klären. Mit<br />

einer einfachen grafischen Halleneinteilung erkennt der Logistiker auch die gewünschten<br />

Standorte für die verschiedenen Materialien.<br />

9. Effizienz und Kosten<br />

Unsere Analysen der Elementfertigung mit den Lean-Methoden und Videoaufnahmen zeigen,<br />

dass ohne Logistiker die Mitarbeitenden zu oft den Arbeitsplatz verlassen. Somit sind<br />

sie nicht mehr wertschöpfend tätig und der Arbeitsfluss wird ausgebremst. Denn wenn der<br />

Kollege auf der anderen Tischseite jetzt fehlt, weil er den Stapler sucht, dann geht man<br />

eben selbst rüber, macht mehr Schritte und bremst den Produktionsfluss aus. Normal geht<br />

ein Mitarbeiter pro Tag über 10km in der Halle, also sicher 2,5 Stunden reine Gehzeit<br />

(kaum Wertschöpfung). Mit dem Logistiker wird das deutlich reduziert und der Output in<br />

der Elementfertigung steigt um 20% an. Für die meisten Unternehmen bedeutet dies eine<br />

Reduktion der Überstunden, oder die ungeliebte Samstagsarbeit. Natürlich kann man so<br />

auch zwei Bauvorhaben mehr durch die Fertigung bringen, doch der Flaschenhals verschiebt<br />

sich dann wohl in einen anderen Bereich des Unternehmens.<br />

Mit dem sicheren Wareneingang können die Planer an ihren Aufgaben bleiben und müssen<br />

sich nicht dauernd um Material, Vollständigkeit und Nachlieferungen kümmern. Diese Stunden<br />

pro Woche und die damit verbundenen potenziellen Fehlerquellen verursachen unschätzbare<br />

Kosten.<br />

10. Fazit<br />

Mit Logistik meinen wir den Nachschub organisieren. Damit das Material zur richtigen Zeit<br />

am rechten Ort steht, mit ausreichender Menge und in der gewünschten Qualität. Dies alles<br />

muss jemand steuern. In vielen Unternehmen machen das ALLE ein wenig und keiner richtig,<br />

die Struktur und die Genauigkeit fehlen. Die Ergebnisse kennen wir alle, keiner ist mit<br />

der aktuellen Situation wirklich zufrieden. Das «Suchen bis Gefunden» macht niemandem<br />

Freude und die Unordnung kann auch mit vielen Hinweisen, Schildern und Zuständigkeiten<br />

nicht verbessert werden.<br />

Für das Steuern braucht es Informationen, Weitblick und klare Signale, damit kann eine<br />

Person diese anspruchsvolle Aufgabe auch übernehmen. Die Informationen braucht es täglich<br />

und präzise, um Feuerwehr-Aktionen zu verhindern.<br />

Der Logistiker wird in den Unternehmen als Dienstleister sehr geschätzt, nach einer kurzen<br />

Einarbeitung und mit klaren Spielregeln wird es ihm Spass machen. Die Vielseitigkeit seiner<br />

Arbeiten, die Selbständigkeit sich die Tagesstruktur zu gestalten zeichnen den spannenden<br />

Job als Logistiker aus.<br />

Auch die Inhaber sind zufrieden, es gibt Ruhe im Unternehmen und die Abläufe werden<br />

klarer und sicherer.<br />

130


Block B2<br />

Prozessoptimierung dank Digitalisierung


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger 1<br />

Laserscanning im Holzbau –<br />

optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass<br />

Matthias Weidinger<br />

Laserscanning Bayern GmbH<br />

Türkheim. Deutschland<br />

133


2<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger 3<br />

Laserscanning im Holzbau –<br />

optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass<br />

1. Herausforderungen im Holzbau<br />

Der moderne Holzbau steht vor großen Herausforderungen. Einer der kritischsten Faktoren<br />

ist der anhaltende Fachkräftemangel. Immer häufiger fehlen erfahrene Mitarbeiter, um auf<br />

der Baustelle exakte und fehlerfreie Aufmaße zu erstellen. Gleichzeitig steigt der Druck,<br />

Projekte schneller und effizienter abzuwickeln, was einen Spagat zwischen Qualität und<br />

Wirtschaftlichkeit erfordert.<br />

Moderne Messtechniken wie Laserscanning, Drohnenvermessung und Tachymetrie bieten<br />

vielversprechende Lösungen. Sie ermöglichen präzise digitale Aufmaße in kürzester Zeit<br />

und minimieren menschliche Fehler. Doch nicht jede Methode ist für jede Anwendung<br />

gleichermaßen geeignet. Entscheidend ist, die Technologie dort einzusetzen, wo sie ihre<br />

Stärken optimal ausspielen kann. In den folgenden Abschnitten werden die einzelnen Verfahren<br />

detaillierter vorgestellt, ihre spezifischen Vorteile im Holzbau beleuchtet und auf die<br />

Einsatzmöglichkeiten sowie wichtige Informationen zum Thema Laserscanning und dessen<br />

Auswirkungen auf die Qualität eingegangen.<br />

Abbildung 1: Laserscanaufmaß eines Altbaus, Foto: Antonio Kropf - Kropf Media<br />

1.1. Tachymetrie<br />

Die Tachymetrie ist ein bewährtes Verfahren in der Bauvermessung und bietet im Holzbau<br />

einen entscheidenden Vorteil: Sie ermöglicht nicht nur die exakte Erfassung von Messdaten<br />

auf der Baustelle, sondern auch den bidirektionalen Datenaustausch. So können nach der<br />

Planung relevante Informationen – etwa Verbindungsmittel, Bohrpunkte – präzise auf die<br />

Baustelle zurückgespielt werden. Dies erleichtert die Umsetzung komplexer Bauprojekte<br />

und reduziert Fehlerquellen.<br />

135


4<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Allerdings hat die Tachymetrie auch ihre Herausforderungen. Insbesondere bei großen Projekten<br />

kann der Messaufwand erheblich sein, da das Gerät häufig umgestellt werden muss,<br />

um alle relevanten Punkte zu erfassen. Zudem erfordert die Methode eine sorgfältige<br />

Referenzierung, um höchste Genauigkeit sicherzustellen. Hier lohnt es sich, den Einsatz<br />

der Tachymetrie mit anderen Technologien wie Laserscanning oder Drohnenvermessung<br />

abzuwägen. Während die Tachymetrie besonders bei detaillierten Messaufgaben überzeugt,<br />

bieten andere Systeme bei großflächigen Scans oder schwer zugänglichen Bereichen<br />

oft eine effizientere Lösung.<br />

1.2. Laserscanning<br />

Laserscanning hat sich als eine der leistungsfähigsten Methoden für präzise Vermessungen<br />

im Bauwesen etabliert. Dabei gibt es zwei Hauptverfahren: den terrestrischen Laserscan<br />

(TLS) und das Mobile Mapping. Während der terrestrische Laserscanner stationär aufgestellt<br />

wird und von einem festen Standpunkt aus misst, erfolgt das Mobile Mapping in<br />

Bewegung – entweder durch ein am Fahrzeug montiertes System oder durch Personen, die<br />

das Gerät tragen. Der entscheidende Unterschied liegt in der Genauigkeit: Durch seine<br />

stabile Position liefert der TLS hochpräzise Messdaten, während beim Mobile Mapping aufgrund<br />

von Bewegung und möglichen GPS-Abweichungen eine geringere Genauigkeit erreicht<br />

wird.<br />

Ein wesentlicher Vorteil des Laserscannings ist die enorme Datendichte. Innerhalb kürzester<br />

Zeit erfasst der Scanner Millionen von Messpunkten, die in eine detaillierte Punktwolke<br />

umgewandelt werden. Diese Punktwolke bildet die reale Umgebung digital ab und dient als<br />

Grundlage für präzise Planungen oder Bestandsdokumentationen. Zudem erstellt der Laserscanner<br />

während des Aufmaßes automatisch eine umfassende Fotodokumentation, die<br />

eine zusätzliche visuelle Referenz bietet. Ein weiterer Vorteil: Alles, was für den Scanner<br />

sichtbar ist, wird auch erfasst – selbst komplexe oder schwer zugängliche Strukturen.<br />

Trotz dieser Stärken bringt das Verfahren auch Einschränkungen mit sich. Der Laserscanner<br />

kann zwar extrem detaillierte Messdaten erfassen, diese jedoch nicht direkt auf die<br />

Baustelle übertragen. Für den bidirektionalen Datenaustausch ist daher eine Kombination<br />

mit einem Tachymeter erforderlich. Zudem können reflektierende Oberflächen, Glas,<br />

Staub, Wasser oder bewegliche Objekte die Messgenauigkeit beeinträchtigen und zu Ungenauigkeiten<br />

in der Punktwolke führen.<br />

Dennoch bleibt das Laserscanning eine unverzichtbare Technologie im Holzbau – insbesondere<br />

für hochpräzise Bestandsaufnahmen und detailreiche 3D-Modelle, die eine effiziente<br />

Planung und Umsetzung von Bauprojekten ermöglichen.<br />

1.3. Drohnenvermessung<br />

Die Drohnenvermessung hat sich als wertvolle Ergänzung zu klassischen Messmethoden<br />

etabliert, insbesondere für großflächige oder schwer zugängliche Baustellen. Hierbei kommen<br />

zwei unterschiedliche Technologien zum Einsatz: Photogrammetrie und LIDAR.<br />

Bei der Photogrammetrie erfassen Drohnen hochauflösende Bilder, aus denen mithilfe spezieller<br />

Software ein 3D-Modell in Form einer Punktwolke oder eines Mesh generiert wird.<br />

Die Genauigkeit dieser Methode hängt maßgeblich von der Qualität der Aufnahmen und<br />

der GPS-Referenzierung ab. Um präzisere Ergebnisse zu erzielen, wird der Einsatz eines<br />

RTK-Moduls (Real-Time Kinematic) empfohlen, das die GPS-Daten mit Korrektursignalen<br />

verbessert.<br />

Drohnen mit LIDAR-Sensoren hingegen erfassen direkt eine Punktwolke und bieten eine<br />

höhere Messgenauigkeit, insbesondere bei der Erfassung von Vegetation oder komplexen<br />

Strukturen. Da LIDAR unabhängig von optischen Bedingungen arbeitet, liefert es auch bei<br />

schwierigen Lichtverhältnissen zuverlässige Ergebnisse.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger 5<br />

Trotz dieser Vorteile gibt es Einschränkungen: Drohnen sind stark wetterabhängig. Regen,<br />

Schnee und starke Winde können den Flug beeinträchtigen oder ganz verhindern. Besonders<br />

für die Photogrammetrie sind gleichmäßige Lichtverhältnisse ideal – bewölkter Himmel<br />

ohne direkte Sonneneinstrahlung sorgt für beste Resultate. Zudem unterliegen Drohnenflüge<br />

gesetzlichen Regelungen, insbesondere in bebauten Gebieten oder in der Nähe von<br />

Flughäfen, was die Einsatzmöglichkeiten begrenzen kann.<br />

Dennoch bleibt die Drohnenvermessung eine schnelle, kosteneffiziente und vielseitige<br />

Methode, um präzise Gelände- und Bestandsaufnahmen aus der Luft zu erstellen. Die Wahl<br />

zwischen Photogrammetrie und LIDAR sollte dabei stets in Abhängigkeit von den Projektanforderungen<br />

getroffen werden.<br />

2. Punktwolken und ihre Anwendung<br />

in der CAD-Planung<br />

2.1. Was sind Punktwolken?<br />

Punktwolken sind eine digitale Repräsentation von Oberflächen und Objekten, die aus Millionen<br />

einzelner Messpunkte bestehen. Diese Punkte enthalten neben ihren Koordinaten<br />

(X, Y, Z) oft zusätzliche Informationen wie Farbwerte oder Intensitätswerte des reflektierten<br />

Lasersignals. Punktwolken entstehen typischerweise durch Laserscanning (terrestrisch<br />

oder mobil) oder durch Drohnenvermessungen.<br />

Der große Vorteil von Punktwolken liegt in ihrer Genauigkeit und Detailtreue. Sie ermöglichen<br />

eine exakte digitale Bestandsaufnahme von Gebäuden, Konstruktionen oder Geländestrukturen.<br />

In der Holzbauplanung sind sie besonders wertvoll, da sie eine präzise<br />

Grundlage für die Konstruktion, Sanierung oder Nachfertigung bieten. Aus der Punktwolke<br />

lassen sich Schnitte, Höhenprofile und 3D-Modelle generieren, die eine exakte Planung und<br />

Fertigung ermöglichen.<br />

Abbildung 2: Punktwolke für eine Sanierung, Foto: Laserscanning Bayern GmbH<br />

2.2. CAD-Programme im Holzbau, die mit Punktwolken arbeiten<br />

In den letzten Jahren haben immer mehr CAD-Programme die Funktionalität zur Verarbeitung<br />

von Punktwolken integriert. Besonders im Holzbau profitieren Softwarelösungen wie<br />

SEMA, hsbcad, Dietrichs, Cadwork, S&S und Nussreiner von dieser Technologie. Diese Programme<br />

ermöglichen es, Punktwolken direkt in den Konstruktionsprozess einzubinden, um<br />

exakte 3D-Modelle und Fertigungspläne zu erstellen. Dies erleichtert unter anderem die<br />

Vorfertigung im Holzbau, da bestehende Gebäude und Strukturen millimetergenau erfasst<br />

werden können.<br />

137


6<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Auch in der Architektur sind Punktwolken inzwischen weit verbreitet. Programme wie z.B.<br />

Revit, Archicad und AutoCAD bieten Funktionen zur Verarbeitung von Punktwolken, um Bestandsgebäude<br />

als digitale Modelle nachzubilden. Dies ist besonders nützlich für Umbauten,<br />

Sanierungen oder Erweiterungen, bei denen präzise Bestandsdaten erforderlich sind.<br />

Durch die Integration von Punktwolken in CAD-Software lassen sich Fehler bei der Planung<br />

reduzieren, die Effizienz auf der Baustelle steigern und die digitale Fertigung weiter optimieren.<br />

Abbildung 3: Holzbauplanung einer Aufstockung und eines neuen Dachstuhls in Garmisch-Partenkirchen,<br />

Foto: Zimmerei Grasegger GmbH & Co. KG<br />

3. Laserscanning: Funktionsweise und Mehrwert<br />

für den Holzbau<br />

3.1. Wie funktioniert ein terrestrischer Laserscanner?<br />

Ein terrestrischer Laserscanner arbeitet nach dem Prinzip der Phasenverschiebung oder<br />

Laufzeitmessung. Dabei sendet das Gerät Laserstrahlen aus, die auf eine Oberfläche treffen<br />

und reflektiert werden. Durch die Zeitdifferenz oder Phasenverschiebung zwischen gesendetem<br />

und empfangenem Signal wird die exakte Distanz berechnet. Durch eine schnelle<br />

Rotation des Scanners und das kontinuierliche Aussenden von Millionen Messpunkten pro<br />

Sekunde entsteht eine hochpräzise Punktwolke, die die Umgebung in 3D erfasst.<br />

3.2. Wichtige Parameter beim Laserscanning –<br />

Auflösung und Punktdichte<br />

Die Auflösung eines Laserscanners beschreibt, wie eng die Messpunkte in einer bestimmten<br />

Entfernung zueinander liegen. Eine hohe Auflösung bedeutet kleinere Punktabstände und<br />

eine detailreichere Punktwolke. Besonders im Holzbau, wo selbst minimale Abweichungen<br />

problematisch sein können, ist eine hohe Auflösung entscheidend.<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger 7<br />

Die Punktdichte hängt nicht nur von der Scanner-Auflösung ab, sondern auch von der Anzahl<br />

der Scanstationen und deren Positionierung ab. Je mehr Standpunkte gewählt werden,<br />

desto dichter und vollständiger wird die Punktwolke – das ist vor allem bei verwinkelten<br />

Holzkonstruktionen von Vorteil.<br />

Die Qualität der Scandaten gibt an, wie häufig ein Objekt gescannt wird, um Messfehler<br />

durch Mehrfachabtastung zu reduzieren. Insbesondere bei spiegelnden oder glänzenden<br />

Oberflächen ist eine höhere Qualitätseinstellung erforderlich, um präzise und zuverlässige<br />

Messwerte zu erzielen.<br />

3.3. Die Wahl der Standorte beim Laserscannen<br />

Die Wahl der Standorte beim Laserscannen ist ein entscheidender Faktor für die Qualität<br />

und die Punktdichte der erfassten 3D-Daten. Es ist wichtig, den Scanner so zu positionieren,<br />

dass genügend Überlappung oder Verknüpfung zwischen den einzelnen Scans besteht.<br />

Diese Überlappung ermöglicht eine reibungungslose Registrierung der Punktwolken, sodass<br />

sie später nahtlos zu einer vollständigen Punktwolke zusammengesetzt werden können.<br />

Zudem stellt eine ausreichende Überlappung sicher, dass keine Datenlücken entstehen und<br />

alle relevanten Details erfasst werden.<br />

Es gilt der Grundsatz, dass es zu viele Standorte für einen Laserscan eigentlich nicht gibt,<br />

da jeder zusätzliche Standort nur dazu beiträgt, die Datenmenge zu verfeinern und die<br />

Punktdichte zu erhöhen. Ein Laserscanner liefert dann eine noch detailliertere und genauere<br />

Punktwolke, je häufiger er die gleichen Flächen aus unterschiedlichen Perspektiven<br />

erfasst.<br />

Jedoch kann zu wenige Standorte problematisch sein. Werden nicht genügend Positionen<br />

gewählt, kann es zu Datenlücken oder ungenauen Übergängen zwischen den Scans kommen,<br />

was die Qualität des Modells beeinträchtigt. Besonders bei komplexen Geometrien<br />

oder schwer zugänglichen Bereichen kann ein Mangel an Scanstationen dazu führen, dass<br />

wichtige Details übersehen oder ungenau erfasst werden. In solchen Fällen wird es schwieriger,<br />

die Punktwolke präzise zu registrieren und weiterzuverarbeiten.<br />

Eine strategische Auswahl der Standorte, bei der alle relevanten Flächen erfasst werden<br />

und gleichzeitig eine optimale Abdeckung ohne unnötige Wiederholungen gewährleistet ist,<br />

führt zu einem deutlich besseren Ergebnis. Zudem sollte darauf geachtet werden, dass der<br />

Scanner in jedem Standort eine klare Sicht auf das Zielobjekt hat und nicht durch Hindernisse<br />

oder schwer zugängliche Bereiche behindert wird.<br />

Die Wahl der Standorte ist also eine Schlüsselentscheidung, um die Qualität der Punktwolke<br />

und damit auch die Präzision der gesamten Planung im Holzbau sicherzustellen.<br />

3.4. Einsatzbereiche im Holzbau<br />

Im Holzbau stellt die Präzision eine der größten Herausforderungen dar, da vorgefertigte<br />

Bauteile millimetergenau passen müssen. Hier kommt das Laserscanning ins Spiel, eine<br />

Technologie, die nicht nur die Genauigkeit der Vermessung steigert, sondern auch erhebliche<br />

Zeit- und Kostenvorteile bietet. Ein Laserscanner erfasst in kurzer Zeit eine große<br />

Menge an Daten und erstellt eine digitale Punktwolke, die als exakte Grundlage für die<br />

weitere Planung und Fertigung dient.<br />

Besonders vorteilhaft ist der Einsatz des Laserscanners bei spezifischen Anwendungen im<br />

Holzbau. Bei einem Aufmaß für eine serielle Fassadensanierung zum Beispiel ermöglicht<br />

das Laserscanning eine präzise und schnelle Erfassung der Geometrie, ohne dass es zu<br />

Messfehlern kommt. Bei Aufstockungen oder Anbauten in Bestandsgebäuden ist die Technologie<br />

ebenfalls von unschätzbarem Wert, da sie eine exakte Erfassung der bestehenden<br />

Strukturen ermöglicht und eine nahtlose Integration der neuen Bauteile garantiert. Auch<br />

in der Denkmalpflege spielt Laserscanning eine wichtige Rolle, da es den präzisen Erhalt<br />

und die Dokumentation von historischen Gebäuden ohne invasive Eingriffe ermöglicht.<br />

139


8<br />

Laserscanning im Holzbau – optimieren Sie Ihr Baustellen-Aufmass | M. Weidinger<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Darüber hinaus bietet sich Laserscanning hervorragend an, um die Rohbauarbeiten bei<br />

Betonskelettbauten mit Holzwänden zu kontrollieren: Laserscanning erfasst das Betonskelett<br />

präzise, sodass die Planung der Holzbauwände exakt an das Betonskelett angepasst<br />

werden kann.<br />

Die Vorteile des Laserscannings liegen auf der Hand: Die hohe Genauigkeit der Messungen<br />

ermöglicht die Erfassung selbst komplexer Strukturen und organischer Formen. Besonders<br />

bei Bestandsbauten oder in Sanierungen, bei denen bestehende Gegebenheiten genau berücksichtigt<br />

werden müssen, ist diese Präzision von entscheidender Bedeutung. Zudem<br />

ermöglicht das Laserscanning eine schnelle Erfassung ganzer Gebäude oder Baustellen –<br />

viel schneller als manuelle Messungen, die oft mit unnötigen Verzögerungen verbunden<br />

sind. Durch die digitale Erfassung werden Messfehler minimiert, was unnötige Nacharbeiten<br />

und Anpassungen auf der Baustelle verhindert.<br />

Das Laserscanning bietet nicht nur eine präzise und schnelle Messung, sondern spart auch<br />

Kosten. Durch die Vermeidung von Messfehlern und unnötigen Fahrten auf die Baustelle,<br />

um vergessene oder falsche Maße nachzuholen, wird der gesamte Bauprozess deutlich<br />

effizienter.<br />

Abbildung 4: Laserscanaufmaß für eine serielle Fassadensanierung, Foto: Laserscanning Bayern GmbH<br />

4. Schlusswort<br />

Die Anwendung von Laserscannern im Holzbau stellt keine Bedrohung durch eine zu komplexe<br />

Technologie dar, sondern vielmehr eine enorme Chance, den gesamten Bauprozess<br />

deutlich effizienter und präziser zu gestalten. Diese moderne Messtechnik bietet uns die<br />

Möglichkeit, Daten mit einer Genauigkeit zu erfassen, die früher unmöglich war. Dies wirkt<br />

sich positiv auf die Planung und Vorfertigung aus, da die Basisdaten für die Produktion und<br />

Montage von Bauteilen noch präziser und detaillierter zur Verfügung stehen. Die Integration<br />

von Punktwolken in CAD-Programme erleichtert die Zusammenarbeit und verbessert<br />

die Qualitätssicherung. Fehlerquellen werden reduziert und Nacharbeiten auf der Baustelle<br />

lassen sich minimieren.<br />

Es ist wichtig, die Möglichkeiten dieser Technologie richtig zu nutzen und keine Angst vor<br />

der Implementierung zu haben. Wer sich mit Laserscanning auseinandersetzt, kann nicht<br />

nur den Standard in der Qualität der Daten verbessern, sondern auch von erheblichen Zeitund<br />

Kostenersparnissen profitieren. Die Weiterentwicklung und Integration dieser Technologien<br />

eröffnen uns die Chance, den Holzbau noch präziser, schneller und zukunftssicherer<br />

zu gestalten.<br />

140


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt 1<br />

Tachymetrie im Holzbau –<br />

perfekte Baustellen-Montage<br />

durch lückenlosen digitalen<br />

Datenfluss<br />

Rainer Abt<br />

cadwork informatik<br />

Sindelfingen, Deutschland<br />

141


2<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

142


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt 3<br />

Tachymetrie im Holzbau –<br />

perfekte Baustellen-Montage durch<br />

lückenlosen digitalen Datenfluss<br />

Der Holzbau arbeitet seit Anfang der 1990er Jahre mit einer Planungsmethode, die heute<br />

unter dem Namen BIM in aller Munde ist. Ein wesentliches Merkmal lautet: «Erst virtuell<br />

bauen, dann real». Kein Gewerk ist näher an diesem Grundsatz als der Holzbau, denn aus<br />

den virtuellen, dreidimensionalen Gebäudemodellen des Holzbaukonstrukteurs werden<br />

Maschinen- und Fertigungsdaten für Einzelbauteile und zusammengesetzte Elemente abgeleitet.<br />

Dadurch entspricht das reale Gebäude exakt diesem virtuellen Gebäudemodell.<br />

Die vorgefertigten Bauteile und Bauelemente bestehen aus unterschiedlichen Materialien.<br />

Neben stab- und plattenförmigen Holzbauteilen kommen auch Stahlteile unterschiedlichster<br />

Art zum Einsatz. Diese können in die Elemente eingebaut oder als separate Bauteile<br />

wie Träger und Stützen vorhanden sein.<br />

Wie im Holzbau sind auch im Stahlbau unterschiedliche Maschinen auf dem Markt zu finden:<br />

Flachbettlaser, um Bleche zu fertigen, Säge-Bohr-Anlagen, die Profilstähle mit allen erforderlichen<br />

Bearbeitungen wie Schnitten, Ausklinkungen, Bohrungen, Langlöchern, Gewinden<br />

und Senkungen versehen. Auch Maschinendaten zur Herstellung von Stahlbauteilen können<br />

direkt aus dem cadwork abgeleitet werden.<br />

Zur Montage werden diese hochpräzise geplanten und vorgefertigten Elemente zur Baustelle<br />

transportiert. Die dafür notwendige Logistik und Verladeplanung wird aktuell schon<br />

digital erledigt. Die virtuellen Elemente werden auf virtuelle Auflieger und Lkw «verladen».<br />

Die Montagereihenfolge ist hierfür ein Hauptkriterium.<br />

Schließlich hängen die vorgefertigten Elemente am Kran und es stellt sich die Frage, wie<br />

jedes Element seinen Platz auf der vorhandenen Ist-Geometrie der Vorgewerke findet. In<br />

der Regel sind das betonierte Bauteile wie Platten, Wände, Stützen und Konsolen.<br />

Bandmaß, Meterstab, Wasserwaage und Nivelliergerät sind seit Jahrzehnten verwendete<br />

Hilfsmittel für die Montage, die nicht nur bei komplexen Konstruktionen und Gebäuden mit<br />

großen Abmessungen zu ungenauen Ergebnissen, sowie hohen Kosten und Zeitaufwand<br />

führen. Dies ist der erste Bruch im digitalen Planungs- und Bauprozess. Es ist bedauerlich,<br />

dass die vorgefertigten und hochpräzisen Bauteile nicht in der digital vorhandenen Präzision<br />

auf der Baustelle montiert werden.<br />

143


4<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Die Lösung bringt moderne Vermessungstechnik in Kombination mit passenden Montagekonzepten<br />

und Verbindungsmitteln.<br />

Das Vermessungswesen kennt zwei Verfahren: Das Aufmaß überführt die reale Geometrie<br />

in ein virtuelles Gebäudemodell und mittels Absteckung wird geplante Gebäudegeometrie<br />

auf die vorhandene Ist-Situation übertragen.<br />

Dafür werden Tachymeter/Totalstationen verwendet. Diese Geräte lassen sich in zwei<br />

Kategorien einteilen: Manuelle Tachymeter (Zwei-Mann-Stationen) und automatische<br />

Tachymeter (Ein-Mann-Stationen, Robotic-Tachymeter, motorisierte Tachymeter). Beide<br />

Gerätearten bieten ähnliche große und schier unglaubliche Messgenauigkeiten. Bei Entfernungen<br />

ist die Toleranz ungefähr 1 mm auf 100 m, die Winkelgenauigkeit liegt zwischen 1<br />

und 2,5 mm auf 100 m. Manuelle Tachymeter, beispielsweise der Leica Builder iCB50,<br />

werden beim Aufmaß von Hand auf den erforderlichen Punkt gerichtet, bevor die Messung<br />

des Punktes dreidimensional erfolgt. Gemessen werden die X, Y und Z-Koordinate der<br />

Punkte, ergänzt durch weitere Attribute. So können auch schwer zugängliche Punkte, beispielsweise<br />

in großer Höhe, ohne Hilfsmittel erfasst werden.<br />

Automatische Tachymeter wie die Leica Robotic-Totalstationen iCR70 verfahren motorisch<br />

auf den gewählten Punkt. Entweder reflektorlos auf einer beliebigen Oberfläche oder durch<br />

die Verfolgung eines Prismas.<br />

Damit können im Ein-Mann-Betrieb Geometrie aufgemessen und Punkte abgesteckt werden,<br />

beispielsweise die Außenkanten von Wänden oder die Lage von Stützen. Das vereinfacht und<br />

beschleunigt die Montage enorm und erhöht die Präzision erheblich.<br />

Passend zu diesen Möglichkeiten gibt es seit einigen Jahren Steckverbinder von verschiedenen<br />

Herstellern. Das vorgefertigte Element enthält die Verbinder beispielsweise in der<br />

Schwelle einer Wand. Auf der Baustelle wird nicht mehr die Außenkante des Bauelementes<br />

abgesteckt, sondern die exakte Position des Bolzenankers, auf den das Bauelement mit<br />

den Verbindern in der Schwelle aufgesteckt wird. Damit erhält das Bauelement millimetergenau<br />

die korrekte Lage und Höhe.<br />

Diese Technik schließt die letzte Lücke im sonst rein digitalen Planungs- und Bauprozess<br />

von Holz- und Stahlbaukonstruktionen und kann die Präzision der Vorfertigung auf die<br />

Baustelle übertragen.<br />

1. Anwendung im Neubau und im Altbau<br />

Absteckung von Kontaktpunkten zur Montage einer Gewerbehalle aus Fachwerkbindern<br />

und Holzrahmenbauwänden. Für die Holzrahmenbauwände wurden als dreidimensionale<br />

Punkthalterung Steckverbinder gewählt. Die Kontaktpunkte der Binder bestehen aus Stahlteilen,<br />

die mit Bolzen angeschlossen wurden. Diese Bolzen wurden ebenfalls dreidimensional<br />

abgesteckt.<br />

144


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt 5<br />

Eine alte Villa am Main wurde mittels Laserscanning und Tachymetrie im bewohnten Zustand<br />

aufgemessen. Nach der 3D-Modellierung und der Vorfertigung aller Bauteile wurde<br />

in wenigen Tagen zurückgebaut und teilweise abgerissen. Direkt nach der Absteckung der<br />

Kontaktpunkte wurden die ersten Elemente verbaut, so dass das Gebäude nach wenigen<br />

Tagen wieder regendicht war. Umso eine hohe Geschwindigkeit zu erreichen, wurden die<br />

Elemente mit hohem Detaillierungsgrad vorgefertigt und Steckverbinder verwendet. Die<br />

Steckverbinder benötigen eine dreidimensionale Punkthalterung durch Spreizanker. Die<br />

Schwierigkeit im Altbau besteht im Abgleich der vorhanden Ist-Geometrie des bestehenden<br />

Gebäudes und der im cadwork-3D erstellten Soll-Geometrie der Neubau-Elemente. Auf der<br />

Baustelle, live vor Ort<br />

2. Verwendung bei unterschiedlichen<br />

Montagekonzepten<br />

Absteckung von Bolzen für ein Altersheim aus Holzrahmenbauwänden mit Steckverbindern.<br />

Damit wird eine punktgenaue, dreidimensionale Positionierung der geschlossenen,<br />

vorgefertigten Elemente erreicht.<br />

145


6<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Absteckung von Bolzen für ein Doppelhaus aus Massivholz-Elementen. Durch die Verwendung<br />

von Montageschwellen kann auf den Einsatz von Steckverbindern verzichtet werden.<br />

Um die Vorteile einer dreidimensionalen Punkthalterung nutzen zu können, wurde hier die<br />

aufgeständerte Bolzenmontage gewählt.<br />

3. Absteckung an senkrechten und geneigten Ebenen<br />

Dreidimensionale Absteckung der Ecken von Stahlplatten für eine Baustellen-Schweißung.<br />

Hierbei kamen Aluminium-Schwalbenschwanz-Verbinder zum Einsatz, um die Pfetten aus<br />

Baubuche an die Sichtbetonwände anzuschließen.<br />

146


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt 7<br />

Neben den Stahlteilen auf der Decke und der Aufkantung mussten bei diesem Gewerbeobjekt<br />

Konsolen aus Stahl zur Auflagerung der Decken dreidimensional und millimetergenau<br />

platziert werden.<br />

4. Absteckung an schwer zugänglichen Stellen<br />

Um die hohen Lasten an den einzelnen Punkten abzuleiten, wurden Stahlteile in die Aufkantung<br />

einbetoniert. Dazu mussten M12-Positionierungsbolzen für die Grundplatten der<br />

Stahlteile dreidimensional und millimetergenau gesetzt werden. Die Deckenanschlussbewehrung<br />

durfte dafür nicht abgetrennt werden. Für den Vermesser eine zeitaufwändige<br />

Arbeit, die viel Erfahrung voraussetzt. Für die Montage des Ingenieurholzbaus ist dieses<br />

Konzept jedoch sehr effizient.<br />

147


8<br />

Tachymetrie im Holzbau | R. Abt<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

5. Vermessung für Fassadenelemente<br />

Bei der Positionierung vorgefertigter Fassadenelemente besteht häufig die Schwierigkeit,<br />

dass eine Vermessung von außen durch Gerüst, Bewuchs, Container oder Baustelleneinrichtung<br />

unmöglich ist. In solchen Fällen kann die Erfassung oder Kontrolle der vorhandenen<br />

Geometrie von der Decke aus vorgenommen werden. Die Absteckung kann anschließend<br />

mittels eines tachymetrischen Vorhangs durchgeführt werden.<br />

148


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann 1<br />

«BIM to Field» – was kommt<br />

nach den digitalen Daten?<br />

Dipl. Ing. MBA Henning Artmann<br />

Hilti Deutschland AG<br />

Kaufering, Deutschland<br />

149


2<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

150


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann 3<br />

«BIM to Field» – was kommt<br />

nach den digitalen Daten<br />

1. Einleitung<br />

«Das Planen und das Bauen in der deutschen Bauwirtschaft haben eine traditionsreiche<br />

und kleinteilige Struktur, die sich auf jahrzehntelang bewährte Prozesse stützt und denen<br />

ein weitgehend analoges und lineares Denken zugrunde liegt.» [1]<br />

Gleichzeitig gilt es auf die Herausforderungen wie Wettbewerbsfähigkeit, Fachkräftemangel,<br />

bezahlbarer Wohnraum oder klimaneutraler Gebäudebestand Antworten zu finden. Digitalisierung<br />

von Prozessketten aber auch von kompletten Geschäftsmodellen können hierzu<br />

Antworten liefern.<br />

2. Begriffe<br />

2.1. Field to BIM<br />

Der Begriff «Field to BIM” bezeichnet die Übertragung von Baustellendaten in ein digitales<br />

(integrales Planungs-) Modell. Diese Daten stehen somit dem Anwender und weiteren<br />

Projektbeteiligten zur Verfügung und ermöglichen weitere Verarbeitungsschritte. Je nach<br />

Projektphase können dies grundlegende Hochbauplanungen, Dokumentation des Baustellenfortschritts<br />

oder zum Beispiel Soll-Ist Abgleiche sein.<br />

Für «Field to BIM» können unterschiedliche Technologien wie zum Beispiel Tachimetrie<br />

oder 3D Scanning zum Einsatz kommen.<br />

Für das 3D Scanning sind typische Anwendungsfälle Bestandsaufnahme (Scan for design),<br />

Bestandsüberprüfung (Scan for verification) und Bestandsdokumentation (Scan for documentation).<br />

Abbildung 1: Dokumentation des Baufortschritts in einem Holzskelettbau mit dem Hilti P3D Scanner<br />

151


4<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2.2. BIM to Field<br />

Ergänzend bezeichnet «BIM to Field» die Übertragung digitaler Plandaten auf die Baustelle.<br />

Hierbei werden üblicherweise Koordinaten auf der Baustelle lokalisiert. Hierzu können aus<br />

einem digitalen Gebäudemodell verschiedene Gewerke unterschiedliche Nutzen ziehen<br />

bzw. Anwendungsfälle vorfinden. Grundlage dafür sind erfolgte Planungsprozesse im Gebäudemodell<br />

die als Ergebnis weitere Informationen.<br />

Häufige Anwendungsfälle sind gewerkeübergreifend das Abstecken von Bohrpunkten im<br />

Stahl- oder Anlagenbau, für Befestigungsmittel wie den Hilti HCW oder Hilti HTC-C2POD<br />

im Holzbau oder für TGA-Aufhängungen. Weitere Anwendungsfälle sind das Positionieren<br />

von vorgefertigten Brandschutzprodukten wie dem Hilti CFS-CID in der Rohbauphase.<br />

Abbildung 2: BIM to field – Lokalisierung von Hilti CFS-CID Brandschutzelementen während der Rohbauphase<br />

auf der Betonschalung.<br />

3. Planung<br />

Basierend auf einem existierenden digitalen Gebäudemodell oder erfassten Daten einer<br />

Bestandssituation können weitere Planungsschritte erfolgen.<br />

3.1. Hochbauplanung im Holzbau<br />

Im Holzbau hat sich seit Dekaden aufgrund der Maschinenansteuerung im Abbund eine<br />

digitale Planung in der Breite etabliert. Relevante Ergebnisse sind die Anschlussdetails an<br />

den Rohbau. Aufgrund der Bauabläufe und der aufzutreffenden Toleranzen sind diese Details<br />

wichtig für die Holzbau Montage. Anschlussdetails können vielfach durch «BIM to Field»<br />

mit hoher Präzision auf die Baustelle gebracht werden, um das digitale Planungsmodell mit<br />

der Situation vor Ort zu vereinen.<br />

3.2. Haustechnik (TGA)<br />

Aufgrund der Vielzahl an Teilgewerken in der Haustechnik (Elektro, Sanitär, Lüftung,<br />

Brandschutz) sowie der Komplexität der Planungsdetails bietet sich hier ein integraler Planungsansatz<br />

an. Zusätzlich hat die Planung der Technischen Gebäudeausrüstung (TGA)<br />

Auswirkungen auf andere Disziplinen wie die Tragwerksplanung aufgrund von Durchbrüchen<br />

und anderen möglichen Kollisionen.<br />

152


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann 5<br />

Für die Haustechnik lohnt es sich daher eine gewerksübergreifende Planung der Befestigungen.<br />

Eine vollständige Berechnung und Optimierung lösen Konflikte vorab im digitalen<br />

Modell, optimieren den Materialeinsatz und beschleunigen aufgrund entfallender Improvisation<br />

die Installationszeit auf der Baustelle.<br />

Mit manuellen oder (teil)automatisierten Methoden können die erzielten Planungsdetails<br />

auf die Baustelle gebracht werden.<br />

Abbildung 3: Detailplanung in der Haustechnik als Grundlage für nachgelagerte Optimierungen und Prozesse<br />

4. BIM to Field Anwendungsbeispiele<br />

4.1. Positionieren und Nivellieren im Holzbau<br />

(Hilti HCW, Hilti HTC-C2POD)<br />

Das Hilti Holzverbinder HCW Portfolio ermöglicht das Positionieren und Nivellieren von<br />

Holzbauelementen in einem durchgängigen digitalen Arbeitsfluss von der Arbeitsvorbereitung,<br />

über die Vorfertigung bis zur Montage. Hierbei werden im digitalen Gebäudemodell<br />

die Verbinder positioniert, im Abbund präzise gefertigt und in der Vorfertigung eingesetzt.<br />

Geschlossene Wandsysteme können gefertigt werden. Gleichzeitig dienen die digitalen Daten<br />

beim Einmessen auf der Baustelle und der Verschmelzung des digitalen Modells mit der tatsächlichen<br />

Baustelle. Es werden alle Bohrpunkte abgesteckt und das Gebäude positioniert.<br />

153


6<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 4: Abstecken (Lokalisieren) und Bohren der Bohrpunkte mithilfe einer Bohrschablone und einem<br />

Tachimeter<br />

Abbildung 5: Nivellieren der Befestigungspunkte mithilfe digitaler Messtechnik<br />

Beim Holzbauverbinder HTC-C2POD ähnelt sich die Vorgehensweise. Der Verbinder für den<br />

Holzskeletbau wird in der Vorfertigung in der Stütze integriert. Das digitale Modell wird mittels<br />

Messtechnik auf die Baustelle übertragen und ermöglicht das genaue Positionieren und<br />

Nivellieren. Ein deutlicher schnellerer Montageablauf kann damit gewährleistet werden.<br />

154


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann 7<br />

Abbildung 6: Vorgefertigte HTC-C2POD Verbinder im Stützenfuß sowie rechts die Anschlussplatte an den Beton<br />

4.2. (Teil)automatisierte Lokalisierung von Bohrpunkten<br />

(Hilti Jaibot)<br />

Bei einer hohen Anzahl an Befestigungspunkten wie z.B. bei TGA Aufhängungen oder Akustikdecken<br />

kann eine (teil)automatisierte Bohrung hilfreich sein. Basierend auf dem digitalen<br />

Modell werden mithilfe digitaler Messtechnik sowie eines Bohrroboters (Jaibot) die Bohrungen<br />

ausgeführt. Mühsames Überkopf Arbeiten, zeitaufwendiges Versetzen von Scherenhebebühnen<br />

oder auch Fehler bei den Bohrungen entfallen.<br />

In der Planung und Ausführung als auch auf der Baustelle können die unterschiedlichen<br />

Gewerke wie Elektro, Sanitär, Lüftung gekennzeichnet werden. Der Bohrroboter kommt<br />

dann zeitnah nach dem Rohbau zum Einsatz, wird durch einen Operator gesteuert und bohrt<br />

ca. 800 Bohrungen pro Tag.<br />

155


8<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 7: Bohrbild aus der digitalen Planung für den Bohrroboter Jaibot<br />

Abbildung 8: Bohrroboter Jaibot im Einsatz<br />

4.3. Lokalisierung von Elementen im Schalungsbau (CFS-CID)<br />

Weitere Anwendungsfelder aus der digitalen Planung ergeben sich bei der Planung von<br />

Abschottungen für den baulichen Brandschutz. Anstelle klassischer Deckendurchbrüche<br />

werden Brandschutzelemente im Schalungsbau integriert und mit dem Ortsbeton vergossen.<br />

Die hierfür erforderliche Lokalisierung erfolgt wieder mittels Tachimeter und ähnelt einem<br />

Abstecken von Bohrpunkten.<br />

156


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann 9<br />

Abbildung 9: Einmessen von Brandschutzelementen CFS-CID mittels digitaler Messtechnik während des<br />

Schalungsbaus<br />

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10<br />

«BIM to Field» – was kommt nach den digitalen Daten | H. Artmann<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

5. Learning<br />

Stand heute liegen eine Vielzahl von Werkzeugen bereit, um mittels digitaler Planung optimierte<br />

Fertigungs- und Montageprozesse umzusetzen. Grundlage für jegliche Planung ist<br />

ein gemeinsames digitales Modell. Vielfältige «BIM to Field» Anwendungen liegen schon<br />

vor und haben sich in der Praxis etabliert.<br />

Weitere Anstrengungen sind notwendig, um das volle Potenzial und Produktivitätssteigerungen<br />

im Bauwesen zu realisieren. Hierbei mangelt es jedoch vielmals an der Bereitschaft<br />

bestehende Prozesse neu zu erarbeiten. Das deutsche Vergaberecht mit einem eher linearen<br />

Projektdenken steht hier teilweise weiteren Optimierungen im Wege.<br />

6. Quellenverzeichnis<br />

[1] From Digitization to Digital Transformation (D2DT) Handlungsempfehlungen», BSR<br />

Online-Publikation 110/2024 des Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung<br />

(BBSR), Anica Meins-Becker Agnes Kelm Matthias Kaufhold Daiki John Feller Gamze Hort<br />

158


Block A3<br />

BIM2Field –<br />

Revolution in der Baustellenmontage


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg 1<br />

Digitalstrategie von Unternehmen –<br />

Erfahrungen aus dem Projekt<br />

«Plattform Wald & Holz 4.0»<br />

Prof. Norbert Winterberg<br />

Institut für digitale Bau- und Holzwirtschaft<br />

Berner Fachhochschule BFH<br />

Biel/Bienne, Schweiz<br />

161


2<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

162


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg 3<br />

Digitalstrategie von Unternehmen –<br />

Erfahrungen aus dem Projekt<br />

«Plattform Wald & Holz 4.0»<br />

Um Unternehmen den systematischen Umgang mit der digitalen Transformation zu erleichtern,<br />

wurde im Rahmen des Projekts «Plattform Wald & Holz 4.0» ein Vorgehensmodell zur<br />

Entwicklung einer Digitalstrategie mit unterstützenden Instrumenten entwickelt. Damit<br />

können Unternehmen, unabhängig ihres aktuellen Digitalisierungsgrades, ihre digitalen<br />

Entwicklungsoptionen definieren und dadurch ihre Unternehmensstrategie im Kontext der<br />

digitalen Transformation überprüfen und gegebenenfalls anpassen.<br />

1. Einleitung<br />

Die digitale Transformation stellt Unternehmen vor tiefgreifende Herausforderungen. Besonders<br />

in traditionell geprägten Branchen wie der Wald- und Holzbranche gibt es erhebliche<br />

Unterschiede im Digitalisierungsgrad. Während einige Unternehmen digitale Technologien<br />

bereits für Prozessoptimierungen und Geschäftsmodellanpassungen nutzen, stehen viele Betriebe<br />

noch am Anfang dieser Entwicklung. Oft fehlen ihnen die nötigen Ressourcen – sowohl<br />

finanziell als auch personell –, um digitale Projekte gezielt anzugehen oder sich mit dem<br />

Thema systematisch zu beschäftigen.<br />

Unabhängig von der Unternehmensgrösse ist es wahrscheinlich, dass alle Betriebe langfristig<br />

von der Digitalisierung betroffen sein werden. Damit Unternehmen diesen Wandel<br />

positiv nutzen können, sollten sie frühzeitig ihre Strategien überprüfen und gegebenenfalls<br />

anpassen. Einige Unternehmen werden stark in die digitale Transformation investieren und<br />

dann eine Wachstumsstrategie verfolgen, um die Investitionen zu rentabilisieren. Andere<br />

werden sich in einem Nischenmarkt positionieren oder sich auf bestimmte Arbeitsschritte<br />

wie die Montage spezialisieren. Welche Strategie ein Betrieb auch wählt, entscheidend ist,<br />

dass Digitalisierungsmassnahmen bewusst und systematisch entschieden werden.<br />

2. Das Projekt «Plattform Wald & Holz 4.0»: Ziele und<br />

Herausforderungen der digitalen Transformation<br />

Das vom Bundesamt für Umwelt geförderte Forschungsprojekt «Plattform Wald & Holz 4.0»<br />

der Berner Fachhochschule (BFH) hatte das Ziel, ein branchenübergreifendes Gefäss zu<br />

schaffen, das Unternehmen und Verbände der Wald- und Holzwirtschaft bei der digitalen<br />

Transformation unterstützt. Es diente als:<br />

1. Informationsplattform, auf der Unternehmen relevante Informationen zur<br />

Digitalisierung finden,<br />

2. Austauschplattform, die den Dialog zwischen Unternehmen ermöglicht, und<br />

3. Wissensaufbauplattform, um gemeinsam praxisnahe Lösungen zu entwickeln.<br />

Ein zentraler Bestandteil des Projektes war die Identifikation von Transformationsbarrieren.<br />

Eine Umfrage ergab, dass die grössten Hindernisse nicht technischer Natur waren, sondern<br />

in den Bereichen Ressourcen, Unternehmenskultur und Know-how lagen. Technische<br />

Herausforderungen standen erst an vierter Stelle. Diese Erkenntnis zeigt, dass eine erfolgreiche<br />

digitale Transformation nicht nur von Technologieeinsatz, sondern auch von organisatorischen<br />

und kulturellen Veränderungen abhängt.<br />

Da insbesondere kleine Unternehmen oft nur begrenzte Ressourcen für eine systematische<br />

Auseinandersetzung mit dem Thema aufbringen können, wurde im Rahmen des Projekts<br />

das Teilprojekt «Strategieprozess & Instrumente» gebildet. In diesem Teilprojekt<br />

wurde ein strukturiertes Vorgehensmodell zur Entwicklung einer Digitalstrategie entwickelt<br />

und Unternehmen einen praxisnahen Leitfaden bereitgestellt.<br />

163


4<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Auf Basis der identifizierten Transformationsbarrieren wurden sieben weitere Teilprojekte<br />

initiiert, die sich sowohl mit technischen als auch organisatorischen Aspekten der Digitalisierung<br />

befassten. Dazu gehörten unter anderem «Digitale Bausteine und Schnittstellen»,<br />

«Webbasierte Ressourcenkoordination» sowie «Wald-Schnittstelle und Forst-Managementsysteme».<br />

Um praxisnahe Lösungsansätze zu entwickeln, erfolgte in allen Teilprojekten eine enge<br />

Zusammenarbeit mit Unternehmen. Insgesamt konnten rund 50 Partnerunternehmen und<br />

-organisationen für das Projekt gewonnen werden.<br />

3. Begriffsabgrenzung: Digitalstrategie als Bestandteil<br />

der Unternehmensstrategie<br />

Die Begriffe «Digitalisierungsstrategie» und «Digitalstrategie» werden oft synonym verwendet,<br />

unterscheiden sich jedoch in ihrer Bedeutung. Im Rahmen des Projekts wurden<br />

sie wie folgt definiert:<br />

− Digitalisierungsstrategie<br />

Konzentriert sich spezifisch auf den Prozess der Digitalisierung von bestehenden<br />

Geschäftsprozessen, Produkten und Dienstleitungen.<br />

Ziel ist es, die Kosten zu reduzieren und die Effizienz zu steigern, indem manuelle oder<br />

analoge Prozesse in digitale umgewandelt werden.<br />

− Digitalstrategie<br />

Beschreibt den ganzheitlichen Ansatz und die Massnahmen eines Unternehmens,<br />

um die Chancen und Möglichkeiten der Digitalisierung zu nutzen.<br />

Ziel ist es, neue Marktchancen zu erschliessen und Geschäftsmodelle weiterzuentwickeln.<br />

Die Digitalstrategie ist integraler Bestandteil der übergeordneten Unternehmensstrategie.<br />

Sie dient dazu, digitale Massnahmen strategisch auszurichten, um langfristige<br />

Unternehmensziele zu erreichen. Besondere Schwerpunkte liegen auf der Optimierung interner<br />

Prozesse, der Entwicklung digitaler Produkte und Services, der Digitalisierung von<br />

Kundeninteraktionen sowie der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle, um die Wettbewerbsfähigkeit<br />

zu steigern.<br />

4. Entwicklung einer Digitalstrategie:<br />

Vorgehensmodell und Instrumente<br />

4.1. Ziel des Teilprojekts «Strategieprozess und Instrumente»<br />

Das Ziel dieses Teilprojekts war es, Unternehmen der Wald- und Holzwirtschaft einen<br />

strukturierten Einstieg in die digitale Transformation zu ermöglichen. Mit dessen<br />

Hilfe sollen Unternehmen aus einer Vielzahl möglicher digitaler Entwicklungsoptionen diejenigen<br />

identifizieren können, die ihre Unternehmensstrategie am besten unterstützen.<br />

Nicht jedes Unternehmen muss zwingend umfassende Digitalisierungsmassnahmen ergreifen.<br />

Entscheidend ist vielmehr, informierte Entscheidungen zu treffen – sei es für gezielte<br />

Massnahmen oder gegen Digitalisierungsinitiativen insgesamt. Diese Entscheidungen<br />

sollten regelmässig überprüft und an veränderte Rahmenbedingungen angepasst werden.<br />

4.2. Vorgehen und Methodik<br />

Das Teilprojekt wurde gemeinsam mit neun Partnerunternehmen aus der Holzbranche entwickelt.<br />

In einem ersten Schritt wurden Erfahrungen und bestehende Digitalisierungsansätze<br />

analysiert. Auf dieser Basis wurde ein erstes Modell entworfen, das einen strukturierten,<br />

modularen und praxisnahen Prozess aufzeigt. Die Partnerunternehmen testeten das Modell<br />

in mehreren Iterationen, wodurch es kontinuierlich weiterentwickelt wurde.<br />

164


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg 5<br />

4.3. Ergebnisse<br />

Als Ergebnis des Teilprojekts wurde – basierend auf den Grundsätzen eines idealtypischen<br />

Strategieprozesses – ein dreiphasiges Vorgehensmodell zur Entwicklung einer Digitalstrategie<br />

mit unterstützenden Instrumenten entwickelt (siehe Anhang 1):<br />

− Phase 1: Strategische Analyse<br />

Unternehmen bewerten ihre aktuelle Situation und identifizieren Chancen,<br />

Risiken sowie Stärken und Schwächen im Kontext der digitalen Transformation.<br />

− Phase 2: Digitale Kernthemen & Entwicklungsoptionen<br />

Auf Basis zentraler digitaler Kernthemen werden strategisch relevante digitale<br />

Entwicklungsoptionen definiert und priorisiert.<br />

− Phase 3: Operationalisierung & Implementierung<br />

Die ausgewählten Entwicklungsoptionen werden in konkrete Projekte überführt und in<br />

einer digitalen Roadmap festgehalten.<br />

Abbildung 1: Übersicht der drei Phasen des Strategieprozesses mit einzelnen Prozessschritten.<br />

Zur Unterstützung dieser Phasen wurden verschiedene Instrumente entwickelt:<br />

− Ein ausführlicher Leitfaden, der für jeden Schritt den Zweck, die zentralen Leitfragen<br />

und die Methoden (Ansätze) beschreibt.<br />

− Eine Kurzversion des Leitfadens, die kompakt die wichtigsten Leitfragen für eine<br />

pragmatische Anwendung zusammenfasst.<br />

− Ein Werkzeugkasten, der die spezifischen Methoden (Ansätze) Schritt für Schritt<br />

erklärt und konkrete Beispiele enthält.<br />

− Standardisierte Vorlagen, um Unternehmen die Durchführung der Analyse- und<br />

Strategieprozesse zu erleichtern.<br />

Die zentralen Leitfragen können durch zwei unterschiedliche Ansätze beantwortet werden:<br />

− Pragmatisch-intuitiver Ansatz<br />

Ein unkomplizierter und effizienzorientierter Ansatz, bei dem vorhandenes Wissen und<br />

gesammelte Erfahrung genutzt werden.<br />

− Ausführlich-analytischer Ansatz<br />

Ein tiefergehender Ansatz, der eine detaillierte Auseinandersetzung mit der Thematik<br />

ermöglicht, indem spezifische Analyseinstrumente angewendet werden.<br />

165


6<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Phase 1 «Strategische Analyse»<br />

Zweck:<br />

In dieser Phase wird die aktuelle Situation des Unternehmens im Kontext der Digitalisierung<br />

erfasst.<br />

Ergebnis:<br />

Am Ende dieser Phase verfügt das Unternehmen über eine klare Einschätzung der wichtigsten<br />

Chancen und Risiken im Unternehmensumfeld sowie der eigenen Stärken und<br />

Schwächen in Bezug auf die digitale Transformation.<br />

Im ersten Schritt werden die Rahmenbedingungen anhand der Unternehmensstrategie<br />

dokumentiert. Falls zum ersten Mal eine Digitalstrategie entwickelt wird, kann es erforderlich<br />

sein, die Unternehmensstrategie iterative anzupassen.<br />

Die zentralen Analyseelemente dieser Phase sind in Abbildung 2 dargestellt.<br />

Abbildung 2: Übersicht der zentralen Analyseelemente der Phase 1 «Strategische Analyse».<br />

Zur Durchführung der einzelnen Analysen stehen die bereits oben erwähnten Instrumente<br />

zur Verfügung. Die Anwendung dieser Instrumente wird exemplarisch am Schritt 2.2 Technologien<br />

(Analyse externer Einflussfaktoren) anhand der Abbildungen 3 bis 6 veranschaulicht.<br />

Die Abbildung 3 zeigt die Verortung des Analyseschritts innerhalb der Phase 1; die<br />

Abbildung 4 den zu diesem Element gehörigen Leitfaden mit Zweck, Leitfragen, Input und<br />

Ansätzen; die Abbildung 5 und 6 zeigen Ausschnitte aus dem Werkzeugkasten mit der<br />

Erklärung des Vorgehens sowie ein konkretes Beispiel.<br />

Abbildung 3: Übersicht Phase 1 Strategische<br />

Analyse: Analyseschritt 2.2 Technologien.<br />

Abbildung 4: Leitfaden für Analyseschritt 2.2<br />

Technologien: Zweck, Leitfragen, Input und Ansätze.<br />

166


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg 7<br />

Abbildung 5: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Analyseschritt 2.2 Technologie: Vorgehen,<br />

Hinweise & Tipps.<br />

Abbildung 6: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Analyseschritt 2.2 Technologie: Beispiel.<br />

Die Erkenntnisse aus der Analyse der externen und internen Einflussfaktoren dienen als<br />

Grundlage für die SWOT-Analyse (Strengths – Stärken, Weaknesses – Schwächen, Opportunities<br />

– Chancen, Threats – Risiken). Während externe Einflussfaktoren zur Identifizierung<br />

von Chancen und Risiken im Unternehmensumfeld genutzt werden, helfen interne<br />

Einflussfaktoren bei der Bestimmung von Stärken und Schwächen des Unternehmens. Abbildung<br />

7 zeigt die SWOT-Karte, während Abbildung 8 die SWOT-Matrix darstellt. Letztere<br />

unterstützt die Analyse möglicher Kombinationen der SWOT-Elemente, beispielsweise:<br />

− Matching-Strategie (Ausbauen): Identifikation von Chancen, die mit den<br />

Stärken des Unternehmens gut genutzt werden können.<br />

− Verteidigungsstrategie (Vermeiden): Vermeidung von Risiken, die bestehende<br />

Schwächen des Unternehmens verstärken könnten.<br />

Abbildung 7: Karte zur Durchführung der<br />

SWOT-Analyse je Analyseelement.<br />

Abbildung 8: SWOT-Matrix zur Analyse der<br />

Kombinationen der SWOT-Elemente.<br />

Phase 2 «Digitale Kernthemen & Entwicklungsoptionen»<br />

Zweck: In dieser Phase werden die für das Unternehmen relevanten digitalen Entwicklungsoptionen<br />

identifiziert, die zur aktuellen Unternehmenssituation passen.<br />

Ergebnis: Am Ende dieser Phase hat das Unternehmen eine klare Vorstellung über die<br />

wesentlichen digitalen Kernthemen und deren Erfolgsfaktoren. Die möglichen digitalen Entwicklungsoptionen<br />

wurden je Kernthema bewertet und priorisiert.<br />

Die einzelnen Elemente dieser Phase sind in Abbildung 9 dargestellt.<br />

167


8<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 9: Übersicht Phase 2 «Digitale Kernthemen & Entwicklungsoptionen».<br />

Für die in Abbildung 9 gezeigten Schritte stehen ebenfalls verschiedene Instrumente zur<br />

Verfügung.<br />

Die Ermittlung der digitalen Kernthemen (1) basiert auf den Ergebnissen der SWOT-<br />

Analyse und der SWOT-Matrix aus Phase 1. Die identifizierten digitalen Themen werden priorisiert<br />

und zur besseren Übersicht einem von fünf digitalen Handlungsfeldern zugeordnet:<br />

− Leistungserstellung | Leistungsangebot | Kundeninteraktion | Geschäftsmodelle |<br />

Kompetenz.<br />

Diese Zuordnung zeigt auf, ob das Unternehmen eine ganzheitliche digitale Transformation<br />

verfolgt oder nur in bestimmten Bereichen aktiv wird. Anschliessend erfolgt eine Bewertung<br />

nach Kriterien wie strategische Relevanz, Umsetzungsaufwand und Risikopotenzial. Die<br />

fünf bestbewerteten Themen werden als digitale Kernthemen weiterverfolgt und ihre jeweiligen<br />

Erfolgsfaktoren im digitalen Kontext definiert. Abbildung 10 und Abbildung 11<br />

veranschaulichen diesen Schritt mit Beispielen aus dem Werkzeugkasten.<br />

Abbildung 10: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 1 Ermittlung der digitalen Kernthemen:<br />

Erklärung, Hinweise und Tipps.<br />

Abbildung 11: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 1 Ermittlung der digitalen Kernthemen:<br />

Beispiel.<br />

Mit den definierten digitalen Kernthemen erfolgt die Identifizierung digitalen Entwicklungsoptionen<br />

(2). Diese Entwicklungsoptionen zeigen auf, wie ein digitales Kernthema<br />

realisiert werden kann. Ein Beispiel:<br />

− Digitales Handlungsfeld: Kundeninteraktion<br />

− Kernthema: «Ausbau digitaler Verkaufs- und Kommunikationskanäle»<br />

− Mögliche Entwicklungsoptionen: Suchmaschinen-Marketing,<br />

Chatbot-Kundenservice, virtueller Showroom<br />

168


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg 9<br />

Abbildung 12 und Abbildung 13 veranschaulichen diesen Schritt mit der Erklärung des<br />

Vorgehens beziehungsweise mit Beispielen aus dem Werkzeugkasten.<br />

Zur Unterstützung dieser Schritte gibt es eine Standardliste mit digitalen Entwicklungsoptionen,<br />

die nach Handlungsfeldern geordnet ist.<br />

Abbildung 12: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 2 Identifizierung von digitalen Entwicklungsoptionen:<br />

Erklärung, Hinweise und Tipps.<br />

Abbildung 13: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 2 Identifizierung von digitalen Entwicklungsoptionen:<br />

Beispiel.<br />

Im letzten Schritt dieser Phase erfolgt die Bewertung und Auswahl der digitalen Entwicklungsoptionen<br />

(3). Ziel ist es, diejenigen Optionen auszuwählen, die den grössten<br />

Nutzen bei hoher Realisierbarkeit und vertretbarem Aufwand bieten. Dafür werden:<br />

− Die Optionen detailliert beschrieben<br />

− Nutzenpotenzial und erwarteter Aufwand gegenübergestellt<br />

− Umsetzungsbarrieren und Risiken identifiziert<br />

Diese Informationen werden in einer Bewertungsmatrix visualisiert, die eine fundierte und<br />

transparente Entscheidungsfindung unterstützt. Abbildung 14 bis Abbildung 17 zeigen Ausschnitte<br />

aus dem Werkzeugkasten mit Erklärung des Vorgehens, einem konkreten Beispiel<br />

und einer Bewertungsmatrix mit allen Optionen sowie den final ausgewählten Optionen.<br />

Abbildung 14: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 3 Bewertung und Auswahl der digitalen<br />

Entwicklungsoptionen: Erklärung, Hinweise und Tipps.<br />

Abbildung 15: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 3 Bewertung und Auswahl der digitalen<br />

Entwicklungsoptionen: Beispiel für die Bewertung<br />

einer Option.<br />

169


10<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 16: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 3 Bewertung und Auswahl der digitalen Entwicklungsoptionen:<br />

Beispiel Portfolio mit bewerteten<br />

digitalen Entwicklungsoptionen.<br />

Phase 3 «Operationalisierung & Implementierung»<br />

Abbildung 17: Ausschnitt aus dem Werkzeugkasten<br />

für Schritt 3 Bewertung und Auswahl der digitalen<br />

Entwicklungsoptionen: Beispiel Portfolio mit digitalen<br />

Entwicklungsoptionen, die umgesetzt werden.<br />

Zweck: In dieser Phase werden aus den gewählten digitalen Entwicklungsoptionen konkrete<br />

Digitalisierungsprojekte abgeleitet. Zur Sicherstellung einer ressourcengerechten<br />

Umsetzung werden alle Projekte in einer Roadmap zusammengeführt.<br />

Ergebnis: Am Ende dieser Phase verfügt das Unternehmen über eine digitale Roadmap<br />

zur Umsetzung der priorisierten Digitalisierungsprojekte.<br />

Abbildung 18 veranschaulicht eine digitale Roadmap.<br />

Abbildung 18: Digitale Roadmap mit Projekten zur Umsetzung der Digitalstrategie.<br />

170


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Digitalstrategie von Unternehmen | N. Winterberg 11<br />

5. Ausblick – Zusammenarbeit und<br />

Wissenstransfer stärken<br />

Nach Abschluss des Projekts im Jahr 2024 zeigte sich durch eine Umfrage und zahlreiche<br />

Gespräche mit Unternehmen, dass ein grosser Bedarf an praxisnahen Unterstützungsangeboten<br />

und Austauschformaten besteht. Daher wird die Plattform Wald & Holz 4.0 ab<br />

2025 als «Plattform Wald & Holz 4.0 – Forum für Digitale Transformation» weitergeführt.<br />

Die Plattform wird sich auf fünf zentrale Leistungsbereiche konzentrieren:<br />

1. Information: Bereitstellung praxisorientierter Leitfäden, Studien und Analysen.<br />

2. Austausch & Vernetzung: Organisation von Seminaren, Workshops und<br />

Netzwerktreffen.<br />

3. Projekte: Unterstützung bei der Entwicklung individueller oder gemeinschaftlicher<br />

digitaler Lösungen.<br />

4. Beratung & Unterstützung: Massgeschneiderte Angebote wie Quick Checks und<br />

Workshops.<br />

5. Weiterbildung: Programme zur Entwicklung digitaler Kompetenzen.<br />

6. Schlussfolgerungen und Fazit<br />

Die Ergebnisse des Projekts «Plattform Wald & Holz 4.0» zeigen, dass eine erfolgreiche<br />

digitale Transformation nicht allein durch technologische Innovationen gelingt. Vielmehr ist<br />

ein strukturierter Strategieprozess notwendig, der Unternehmen hilft, ihre digitale Ausrichtung<br />

bewusst zu gestalten.<br />

Das erarbeitete Vorgehensmodell bietet Unternehmen einen praxisnahen Prozess mit detaillierten<br />

Anleitungen, um ihre Digitalstrategie systematisch zu entwickeln. Dabei wurde<br />

insbesondere berücksichtigt, dass Unternehmen unterschiedlicher Grösse und Digitalisierungsreife<br />

das Modell flexibel an ihre Bedürfnisse anpassen können.<br />

Mit der Fortführung als «Plattform Wald & Holz 4.0 – Forum für Digitale Transformation»<br />

soll sichergestellt werden, dass Unternehmen auch in Zukunft eine zentrale Anlaufstelle für<br />

die digitale Transformation haben. Der kontinuierliche Austausch von Wissen und Erfahrungen<br />

zwischen Unternehmen, Forschung und Verbänden wird entscheidend dazu beitragen,<br />

die digitale Transformation der Wald- und Holzbranche nachhaltig und erfolgreich zu<br />

gestalten.<br />

171


172


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung | D. Weizsäcker 1<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D<br />

für die Echtzeit-Produktionssteuerung<br />

David Weizsäcker<br />

hsbcad<br />

Kaufbeuren, Deutschland<br />

173


2<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung | D. Weizsäcker<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung | D. Weizsäcker 3<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D<br />

für die Echtzeit-Produktionssteuerung<br />

1. Einleitung<br />

In der industriellen Fertigung hat sich die Automobilindustrie als Vorreiter in der Digitalisierung<br />

und Automatisierung etabliert. Hier werden Produktionslinien mit höchster Präzision<br />

und Effizienz betrieben, gesteuert durch leistungsstarke Manufacturing Execution<br />

Systeme (MES). MES-Software ermöglicht es, in Echtzeit Produktionsdaten zu erfassen,<br />

Prozesse zu steuern und Qualität sicherzustellen. Sie fungiert als Bindeglied zwischen der<br />

digitalen Planung und der physischen Produktion, indem sie Datenströme koordiniert und<br />

die Produktion optimal auslastet. In der Automobilindustrie sind MES-Systeme essenziell,<br />

um die hohe Taktung und Präzision zu gewährleisten, die für Just-in-Time- und Just-in-<br />

Sequence-Produktion erforderlich sind.<br />

Auch die industrielle Vorfertigung im Holzbau folgt einer Linienproduktion, bei der Bauteile<br />

auf Basis digitaler Entwürfe präzise und effizient gefertigt werden. Durch den Einsatz von<br />

MES-Software kann hier – ähnlich wie in der Automobilindustrie – die gesamte Produktion<br />

digital gesteuert und überwacht werden. Dies ermöglicht eine lückenlose Qualitätssicherung,<br />

optimierte Ressourcennutzung und eine deutliche Reduktion von Fehlern. In diesem<br />

Kontext bietet das integrierte CAM-MES-System hsbMake eine wegweisende Lösung, um<br />

die Digitalisierung und Automatisierung in der Holzbauproduktion voranzutreiben.<br />

Das integrierte CAM-MES-System hsbMake ermöglicht eine nahtlose Verbindung zwischen<br />

digitalem Design und physischer Produktion und liefert die richtigen Daten, zur richtigen<br />

Zeit, im richtigen Format an den richtigen Arbeitsplatz. Dadurch wird eine Echtzeit-Produktionssteuerung<br />

möglich, die Effizienz steigert und Fehler minimiert.<br />

Abbildung 1: Digitale Produktion mit hsbMake<br />

2. hsbMake: Integrierte CAM-MES-Lösung<br />

hsbMake vereint Funktionen der Computer-Aided Manufacturing (CAM) und des Manufacturing<br />

Execution Systems (MES) in einer integrierten Plattform. Durch die Kombination<br />

dieser beiden Systeme wird eine durchgängige Digitalisierung des Produktionsprozesses<br />

ermöglicht. Die Daten aus der digitalen Planung werden in Echtzeit an die jeweiligen Arbeitsstationen<br />

übermittelt, sodass jede Produktionsstufe mit den aktuellsten Informationen<br />

arbeiten kann. Dies minimiert Fehler und gewährleistet eine durchgehend hohe Qualität.<br />

175


4<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung | D. Weizsäcker<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Ein zentrales Merkmal von hsbMake ist die nahtlose Datenübertragung. Produktionsanweisungen<br />

und technische Details werden automatisiert an die entsprechenden Maschinen und<br />

Arbeitsplätze weitergeleitet. Dadurch entfällt die manuelle Eingabe von Produktionsdaten,<br />

was nicht nur Zeit spart, sondern auch potenzielle Fehlerquellen eliminiert. Zudem werden<br />

alle Änderungen im digitalen Entwurf sofort in der Produktion berücksichtigt, was eine hohe<br />

Flexibilität ermöglicht.<br />

Ein weiterer Vorteil von hsbMake ist die Integration in ERP-Systeme wie SAP, MS Dynamics,<br />

Pronto und viele mehr. Dadurch wird eine effiziente Ressourcenplanung ermöglicht, da<br />

Materialverfügbarkeit und Produktionskapazitäten in Echtzeit abgeglichen werden können.<br />

Die nahtlose Integration in das ERP-System stellt sicher, dass die Produktion jederzeit an<br />

die aktuelle Auftragslage angepasst werden kann.<br />

Darüber hinaus kann hsbMake an Geschäftsanalyseprogramme und Services wie Power BI<br />

angebunden werden. Diese Integration ermöglicht es, qualitativ hochwertige Produktionsdaten<br />

in Echtzeit zu analysieren. Produktionskennzahlen wie Auslastung, Effizienz, Fehlerquoten<br />

und Materialverbrauch können so in Echtzeit überwacht und ausgewertet werden.<br />

Diese Datenbasis erlaubt es, fundierte Geschäftsentscheidungen zu treffen und kontinuierlich<br />

Optimierungen in der Produktion vorzunehmen.<br />

Durch die Kombination aus präziser Steuerung durch CAM und der Echtzeit-Überwachung<br />

durch MES ermöglicht hsbMake eine flexible und effiziente Produktion. Diese Integration<br />

reduziert die Fehlerquote, optimiert den Materialeinsatz und steigert die Gesamteffizienz<br />

der industriellen Vorfertigung im Holzbau.<br />

Abbildung 2: Datenfluss mit Softwarelösungen von hsbcad<br />

3. Vorteile der CAD/CAM/MES-Integration –<br />

Das Geschäftsmodel hsbcad<br />

Die Lösung von hsbcad bietet eine nahtlose Integration von CAD (Computer-Aided Design),<br />

CAM (Computer-Aided Manufacturing) und MES (Manufacturing Execution System) in einer<br />

umfassenden Plattform. Diese durchgängige Digitalisierung ermöglicht eine vollständige<br />

Vernetzung des gesamten Produktionsprozesses – von der Planung über die Fertigung bis<br />

hin zur Produktionsüberwachung.<br />

176


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung | D. Weizsäcker 5<br />

Die CAD-Integration stellt sicher, dass digitale Entwürfe und Planungsdaten direkt in die<br />

Produktionssteuerung überführt werden können. Dadurch werden alle Änderungen und<br />

Anpassungen im Design in Echtzeit in die Fertigung übernommen. Das minimiert Fehlerquellen<br />

und erhöht die Flexibilität bei der Produktion komplexer Bauteile. Mit hsbcad können<br />

2D- und 3D-Modelle erstellt, detailliert und direkt an die Fertigung übermittelt werden,<br />

ohne dass manuelle Datenübertragungen notwendig sind.<br />

Die nahtlose Verbindung von CAD und CAM ermöglicht es, dass aus digitalen Entwürfen<br />

direkt präzise Fertigungsanweisungen für CNC-Maschinen generiert werden. Dies gewährleistet<br />

eine hohe Genauigkeit bei der Bearbeitung von Bauteilen und optimiert den Materialeinsatz.<br />

Gleichzeitig beschleunigt die Automatisierung von Routineaufgaben den Produktionsprozess<br />

und senkt die Produktionskosten.<br />

Das integrierte MES-System überwacht und steuert die gesamte Produktion in Echtzeit.<br />

Produktionsdaten werden kontinuierlich erfasst und analysiert, was eine lückenlose Qualitätssicherung<br />

ermöglicht. Engpässe und Störungen können frühzeitig erkannt und behoben<br />

werden, was zu einer höheren Effizienz und Zuverlässigkeit in der Fertigung führt.<br />

Durch die enge Verknüpfung von CAD, CAM und MES entsteht eine flexible und agile Produktionsumgebung,<br />

die auf veränderte Anforderungen und Anpassungen im Design schnell<br />

reagieren kann. Dies ist insbesondere in der industriellen Vorfertigung im Holzbau ein entscheidender<br />

Wettbewerbsvorteil, da hier häufig individuelle Kundenwünsche berücksichtigt<br />

werden müssen.<br />

Mit der CAD-CAM-MES-Integration von hsbcad wird eine durchgängige Digitalisierung und<br />

Automatisierung des Produktionsprozesses erreicht, die Fehlerquote reduziert, die Produktqualität<br />

erhöht und die Gesamteffizienz der Produktion gesteigert. Damit setzt hsbcad neue<br />

Maßstäbe in der industriellen Vorfertigung im Holzbau und ermöglicht es Unternehmen,<br />

ihre Produktionsprozesse zukunftssicher zu gestalten.<br />

Abbildung 3: Arbeitsvorbereitung mit hsbDesign<br />

4. Fallstudie: Prefabline<br />

Die erfolgreiche Implementierung von hsbMake bei Prefabline zeigt eindrucksvoll, wie die<br />

Digitalisierung und Automatisierung der Produktion in der industriellen Vorfertigung im<br />

Holzbau zu erheblichen Effizienzsteigerungen und Qualitätsverbesserungen führen kann.<br />

Prefabline, ein führendes niederländisches Unternehmen im Bereich des Holzrahmenbaus,<br />

setzt hsbMake ein, um die gesamte Produktionskette zu digitalisieren – von der Planung<br />

bis zur Fertigung.<br />

177


6<br />

Direkte Datengenerierung aus dem 3D für die Echtzeit-Produktionssteuerung | D. Weizsäcker<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Prefabline nutzt hsbDesign für AutoCAD® zur Erstellung detaillierter 2D- und 3D-Modelle.<br />

Diese digitalen Entwürfe werden nahtlos in das hsbMake-System integriert, wodurch die<br />

Produktionsdaten automatisch an die CNC-Maschinen weitergeleitet werden. Dabei setzt<br />

Prefabline auf Hundegger CNC-Maschinen, die durch die digitale Anbindung direkt mit den<br />

Daten aus hsbMake gesteuert werden. Dies ermöglicht eine hohe Präzision bei der Fertigung<br />

und minimiert Fehlerquellen, da die Datenübertragung ohne manuelle Eingaben erfolgt.<br />

Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist die Echtzeit-Überwachung der Produktion. Mit hsbMake<br />

kann Prefabline den Produktionsfortschritt in Echtzeit auf Monitoren in der gesamten Fabrik<br />

anzeigen. Dadurch sind alle Mitarbeiter immer auf dem aktuellen Stand und können sofort<br />

auf Änderungen oder Probleme reagieren. Dies sorgt für eine hohe Flexibilität und ermöglicht<br />

eine effiziente Produktionssteuerung.<br />

Zusätzlich optimiert hsbMake die Produktionsabläufe durch eine intelligente Gruppierung<br />

von Aufträgen. Ähnliche Bauteile werden zusammengefasst und in optimierter Reihenfolge<br />

gefertigt, was die Effizienz steigert und den Materialeinsatz optimiert. Darüber hinaus ermöglicht<br />

die Integration mit dem ERP-System eine lückenlose Nachverfolgung von Materialien<br />

und Bauteilen, was die Bestandsführung erleichtert und Engpässe vermeidet.<br />

Prefabline hat durch die Implementierung von hsbMake nicht nur die Produktionsgeschwindigkeit<br />

gesteigert, sondern auch die Qualität und Präzision der gefertigten Bauteile deutlich<br />

verbessert. Die nahtlose Integration von Design, Datenmanagement und Produktion hat es<br />

Prefabline ermöglicht, eine vollständig digitalisierte und papierlose Produktion zu realisieren.<br />

178


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Wie BIM beim Planem von Holzbau hilft! | G. Prause 1<br />

Wie BIM beim Planen von Holzbau hilft!<br />

Gerd Prause<br />

Prause Holzbauplanung GmbH & Co. KG<br />

Lindlar, Deutschland<br />

179


2<br />

Wie BIM beim Planem von Holzbau hilft! | G. Prause<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Wie BIM beim Planem von Holzbau hilft! | G. Prause 3<br />

Wie BIM beim Planen von Holzbau hilft!<br />

1. Holzbaugerechter Planungsprozess mit BIM<br />

1.1. Einleitung<br />

Die Nachfrage und damit das Bauen von Holzgebäuden hat sich stark vom Einfamilienhaus<br />

zu mehrgeschossigen Gebäuden in Gebäudeklasse 4 und 5 verändert. Dadurch verändern<br />

sich auch die Planungsprozesse. Anfang der 1990er Jahre haben sich die Zimmereien mit<br />

dem Hauptgeschäft Dachstuhlfertigung zu Holzbaubetrieben als Schlüsselfertiganbieter<br />

von Einfamilienhäusern weiterentwickelt und in diesem Zuge sind sie zunehmend als Generalübernehmer<br />

= Totalunternehmer aufgetreten. Durch die Veränderung der Nachfrage<br />

müssen viele Holzbauer, die die letzten Jahrzehnte alles in Eigenregie umgesetzt haben,<br />

jetzt wieder mit fremden Architekten und Fachplanern zusammen an großen Projekten<br />

arbeiten. Auch für die meisten Fachplanerteams ist das Bauen mit Holz derzeit Neuland.<br />

1.2. Worin liegen die Herausforderungen?<br />

Der Holzbau unterscheidet sich von anderen Bauweisen in erster Linie durch den hohen<br />

Grad der Vorfertigung. Das ist auch die erste Parallele zu BIM. Holzbau setzt das Ziel von<br />

BIM: «Erst digital planen, dann bauen» schon lange um.<br />

Die Vorfertigung ist leider den meisten Architekten und Fachplanern unbekannt. Es fehlt<br />

das Ausführungswissen der Zimmerer/Holzbauer. Ohne Hinzuziehung dieses Wissens und<br />

ohne eine integrale Planung mit allen Fachplanern ist Holzbau nicht wirtschaftlich und mit<br />

hoher Qualität umsetzbar.<br />

1.3. Das Zusammenarbeiten mit der BIM Methode als Lösung<br />

Die Planungskultur ändert sich mit Anwendung der BIM Methode. Ein einfacher erster<br />

Schritt ist, wenn es eine digitale Projektplattform gibt, auf der immer der letztgültige Planstand<br />

zu finden ist.<br />

Abbildung 1: Veränderung des Informationsaustauschs mit BIM, Quelle: Prause<br />

Den größten Effekt hat ein konsequentes Planen des Planens: Bei BIM mit Hilfe von Auftraggeber<br />

Informationsanforderungen (warum will der AG BIM?) und dem BIM Abwicklungsplan<br />

(BAP), den alle gemeinsam entwickeln und pflegen. Der AG sagt, welche<br />

Anwendungsfälle er bearbeitet habe möchte und deren Umsetzung wird im BAP beschrieben.<br />

Die folgende Tabelle zeigt Anwendungsfälle, unabhängig von der Bauart.<br />

181


4<br />

Wie BIM beim Planem von Holzbau hilft! | G. Prause<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 2: BIM-Leitfaden Digitales Planen und Bauen im Bereich Hochbau vom Bayrischen<br />

Staatsministerium 2022, S.29<br />

Der Fokus im Holzbau liegt zurzeit bei den Anwendungsfällen 010 Bestandserfassung, 050<br />

Koordination und 060 Qualitätskontrolle mittels Kollisionskontrolle.<br />

Neben allgemeinen Anwendungsfällen gibt es auch holzbauspezifische AWF:<br />

− frühe Festlegung aller Bauteilaufbauten im Bauteilkatalog (siehe 1.4)<br />

− Umsetzung der im Holzbau typischen 3-Schichten-Modellierung (1.5)<br />

− Modellierung der wesentlichen tragenden Holzbauelemente im Fachmodell<br />

Tragwerksplanung<br />

− Berücksichtigung der angedachten Elementierung von Wänden und Decken bereits im<br />

Modell<br />

− Konzeption von Montageabläufen<br />

− Witterungsschutzkonzept für die Lagerungs-, Transport- und Bauphase sowie bei<br />

Montageunterbrechungen<br />

− BIM-basierte Modellübergabe an das Holzbauunternehmen<br />

1.4. Der Bauteilkatalogs als Beispiel der Zusammenarbeit<br />

Die Entwicklung der mehrschichtigen Bauteile in einem Bauteilkatalog sollte integral im<br />

gesamten Team erarbeitet werden. Damit alle Schichten eine sinnvolle Einheit bilden und<br />

alle Anforderungen an die Bauteile erfüllt werden, müssen sich viele Planer (Architektur,<br />

Schallschutz, Brandschutz, Wärmeschutz, Statik und Holzbauplanung) an der Erstellung<br />

des Katalogs beteiligen. Erst wenn der Katalog von allen Fachplanern gemeinsam erstellt<br />

und freigegeben ist, ergeben sich daraus die millimetergenauen Gesamtdicken der Aufbauten<br />

und damit auch die genauen Raumgrößen.<br />

182


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Wie BIM beim Planem von Holzbau hilft! | G. Prause 5<br />

1.5. Holzbauspezifische Modellierung<br />

Die deutschen und schweizerischen Forschungsvorhaben BIMwood empfehlen als Ergebnis<br />

ihrer Forschung, dass die Bauteile von den Architekten zunächst als einschichtiges Hüllkörpermodell<br />

modelliert werden und dann, wenn der Entwurf und die Bauteile feststehen, von<br />

ihnen in ein dreischichtiges Modell umgewandelt werden. Damit wissen zum Beispiel nachfolgende<br />

Bearbeiter wie die Tragwerksplaner genau, wo in der Tragschicht Sonderpfosten<br />

positioniert werden können. Alle Komponenten werden aber erst vom Werkstattplaner im<br />

Holzbaubetrieb modelliert.<br />

Abbildung 2: Bauteil, Bauteilelemente, Komponenten. Quelle: Prause<br />

1.6. Neues Verständnis des Digitalen Zwillings<br />

Im Planungsprozess benötigen wir keinen vollständigen digitalen Zwilling des zu erstellenden<br />

Modells. Das würde nur zur Überfrachtung der Modelle führen. Wir brauchen präzise<br />

und eindeutige Informationen, die genau auf die Bedürfnisse der Nutzer zugeschnitten<br />

sind. Das bedeutet, dass Schnittstellen eindeutig definiert sein müssen und der Informationslieferant<br />

für die vereinbarte Datenqualität verantwortlich ist.<br />

Das Schweizer BIMwood-Team schlägt vor, den Prozess von einem Push- in einen Pull-<br />

Prozess umzuwandeln.<br />

«Ein Pull-Planungsprozess wird vom gewünschten Ergebnis her gedacht und gestaltet. Zu<br />

Projektbeginn werden die Ziele definiert und es werden die Teilziele aller Projektbeteiligten<br />

und die damit verknüpften Meilensteine identifiziert. Dies fördert die Integration der Informationsbedürfnisse<br />

des vorgefertigten Holzbaus in den Prozess. So können Daten im Projektteam<br />

qualitativ hochwertig aufbereitet dem Holzbauunternehmen übermittelt werden.»<br />

[1]<br />

Damit werden Themen aus Fertigung, Transport und Montage sowie die Gestaltung von<br />

Fügungen frühzeitig im Prozess integriert und dies ist bei jedem Holzbauprojekt notwendig.<br />

1.7. Bringschuld statt Holschuld<br />

Die Verantwortung der Datenqualität liegt beim Sender! Wenn der Umfang und der Detailierungsgrad<br />

der Datenlieferung je Leistungsphase im BIM Abwicklungsplan definiert ist,<br />

müssen sich die Ersteller strikt daran halten und vor Datenübergabe die Qualität selbst<br />

prüfen.<br />

1.8. Fachplanung Holzbau<br />

Die Forschungsvorhaben leanwood und BIMwood haben ergeben, dass ein frühes Hinzuziehen<br />

von Holzbaukompetenz bei der Planung von Holzbauten notwendig ist, um spätere<br />

Änderungsforderungen durch den Holzbauer zu vermeiden. Die notwendige Kompetenz ist<br />

die Holzbaufachkompetenz mit dem Wissen um und die Erfahrung mit den Montage-,<br />

Transport-, Fertigungs-, Zuschnitts- und Arbeitsvorbereitungsprozessen im Holzbau. Leider<br />

gibt es noch keinen «Fachplaner Holzbau» in Deutschland und jedes Team sucht eigene<br />

Lösungen, um sich das Ausführungswissen anzueignen.<br />

183


6<br />

Wie BIM beim Planem von Holzbau hilft! | G. Prause<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

1.9. Fazit<br />

«Gefragt ist eine neue Planungskultur, die es den Akteur:innen ermöglicht, erfolgreich Projekte<br />

kooperativ in einem konstruktiven zielorientierten Miteinander umzusetzen. Voraussetzung<br />

für den Projekterfolg ist die vorhandene Kompetenz in den Bereichen BIM und<br />

Holzbau … ebenso wie die Bereitschaft der fachlich Beteiligten zur interdisziplinären, transparenten<br />

und kooperativen Zusammenarbeit und Kommunikation, verbunden mit einer<br />

offenen Fehlerkultur.» [2]<br />

2. Literaturangaben<br />

[1] BIMwood Argumentarium - https://bimwood.info/<br />

[2] https://www.arc.ed.tum.de/holz/forschung/bimwood/aktuelles/schlussveroeffentlichungbimwood/<br />

184


Block B3<br />

Potentiale und Massnahmen<br />

zur Verbesserung der<br />

Wertschöpfungskette in<br />

einem Holz(bau)unternehmen


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Die SAWBOX – eine Revolution im Rundholzeinschnitt? | M. Unterrainer 1<br />

Die SAWBOX – eine Revolution<br />

im Rundholzeinschnitt?<br />

Miriam Unterrainer<br />

Holzbau Unterrainer GmbH<br />

Ainet, Österreich<br />

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Die SAWBOX – eine Revolution im Rundholzeinschnitt? | M. Unterrainer<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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Die SAWBOX – eine Revolution im Rundholzeinschnitt? | M. Unterrainer 3<br />

Die SAWBOX – eine Revolution im<br />

Rundholzeinschnitt?<br />

1. Der Weg zum eigenen Sägewerk<br />

Die Holzbau Unterrainer GmbH ist ein Osttiroler Handwerksbetrieb, dessen Motivation und<br />

Ziel darin liegt, traditionelles Handwerk durch Innovation am Puls der Zeit einzusetzen und<br />

durch ständige Weiterentwicklung voranzutreiben sowie Impulse für die Zukunft zu setzen.<br />

Im Jahr 2006 von Leonhard Unterrainer als Einzelunternehmen gegründet, beschäftigt sich<br />

die Holzbau Unterrainer GmbH seit 2010 mit der Herstellung von Brettsperrholzplatten in<br />

gerader sowie gebogener Ausführung. Die besonderen Ausführungsmöglichkeiten von BSP<br />

ermöglicht die von Leonhard Unterrainer eigens konzipierte Presse. Auftraggeber aus<br />

Österreich, Italien, Deutschland, der Schweiz und Kroatien zählen mittlerweile zum Kundenkreis<br />

unseres Unternehmens. Wir verfügen über die europäische Zulassung für Bauprodukte,<br />

die CE-Kennzeichnung sowie die PEFC Zertifizierung.<br />

Zu unserem Kerngeschäft gehört auch die Errichtung von Ein- und Mehrfamilienhäusern,<br />

Aufstockungen, Hotels, Reha Zentren o.ä. mit Brettsperrholzplatten aus unserer eigenen<br />

Produktion.<br />

Wir bieten in allen Phasen der Planung, Produktion und Umsetzung eines Projektes fachmännische<br />

Beratung und kompetente Begleitung.<br />

Alle Materialien, die wir für die Errichtung unserer Massivholzhäuser benötigen, beziehen<br />

wir aus der Region Osttirol. Dadurch unterstützen wir heimische Betriebe und setzen uns<br />

gleichzeitig für Nachhaltigkeit ein. Des Weiteren gewährleistet unser Betrieb einen sicheren<br />

und anspruchsvollen Ausbildungs- und Arbeitsplatz. Die Bedürfnisse und Wünsche unserer<br />

Kunden sind von großer Bedeutung. Durch die langjährige Erfahrung im Holzbau ist es<br />

unserem Team möglich, unsere Kunden optimal in jeder Bauphase zu unterstützen.<br />

Abbildung 1: Holzhaus gebaut von Holzbau Unterrainer GmbH, Fotonachweis:Martin Lugger<br />

2. Die Krise als Chance<br />

Leonhard Unterrainer stellte sich in den letzten Jahren bei jedem Besuch eines Sägewerks<br />

immer wieder die gleiche Frage: «Warum wagt es niemand, den Nadelrundholz-Einschnitt<br />

grundlegend zu hinterfragen?» Viele der etablierten Produktionsschritte in der Branche erscheinen<br />

ihm übermäßig kompliziert und ineffizient. Daher ist er überzeugt, dass er ein<br />

Sägewerk ganz anders konzipieren würde.<br />

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Frustriert von der schlagartigen Veränderung der Preisgestaltung und Lieferfähigkeit der<br />

Holzindustrie in den vergangenen Jahren, brachte er seine Ideen und Überlegungen im März<br />

2022 auf Papier. Kompakt sollte es sein, mit geringem Personalaufwand und natürlich vollautomatisch<br />

betrieben. Durch die Zusammenarbeit mit einem geeigneten Partner konnte die<br />

Idee schließlich erfolgreich realisiert und zum weltweiten Patent angemeldet werden.<br />

Abbildung 2: 1. Schemaskizze der SAWBOX, März 2022<br />

3. Die Wertschöpfungskette<br />

Mit unserer Investition in die SAWBOX, sind wir als Holzbau Unterrainer GmbH in der Lage,<br />

die gesamte Wertschöpfungskette Holz abzudecken. Umweltfreundliche, regionale und zugleich<br />

nachhaltige Versorgungsmöglichkeiten zu gewährleisten, steht für uns an erster Stelle.<br />

In der gesamten Wertschöpfungskette des Holzsektors finden zahlreiche Menschen Beschäftigung.<br />

Dies beginnt bei der Anpflanzung von Jungpflanzen und umfasst die Pflege der Wälder,<br />

die Holzernte, den Transport sowie die anschließende Verarbeitung und Veredelung des<br />

Holzes, was zur Schaffung und Sicherung von Arbeitsplätzen im ländlichen Raum beiträgt.<br />

Die Bewirtschaftung und Aufforstung nachhaltiger Wälder leisten zudem einen wichtigen<br />

Beitrag zu unsrem Ökosystem, wie Luftreinhaltung und die Gewährleistung von sauberem<br />

Trinkwasser. Zusätzlich dienen sie dem Schutz vor Naturkatastrophen wie Stürme, Hangrutsche<br />

und den Auswirkungen des Klimawandels.<br />

Abbildung 3: Wertschöpfungskette Holzbau Unterrainer GmbH<br />

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4. Die SAWBOX<br />

4.1. Schnittholzproduktion neu gedacht<br />

Die SAWBOX revolutioniert die Holzindustrie, indem sie sämtliche Arbeitsschritte in einem<br />

einzigen Schritt vereint. Dank ihrer kompakten Bauweise und automatisierten Prozessen<br />

innerhalb eines Bearbeitungszentrums, ermöglicht die SAWBOX eine kosteneffiziente Produktion<br />

mit minimalem Platzbedarf und Personalaufwand.<br />

Im Gegensatz zu herkömmlichen Sägewerken erfolgen bei der SAWBOX sämtliche Bearbeitungen<br />

in einem einzigen Schritt, sodass eine effiziente Produktion mit nur einem Mitarbeiter<br />

ermöglicht wird.<br />

Mit der SAWBOX können Unternehmen somit nicht nur ihre Betriebskosten senken, sondern<br />

auch ihre Produktionsprozesse optimieren und ihren ökologischen Fußabdruck reduzieren.<br />

Durch die Nutzung heimischer Hölzer und die Verwertung sämtlicher Holzabfälle leistet die<br />

SAWBOX einen wichtigen Beitrag zur Nachhaltigkeit in der Holzverarbeitungsbranche.<br />

Mit der SAWBOX verarbeiten wir 20.000 fm pro Jahr mit einem Zehntel der Mitarbeiter auf<br />

einem Zehntel der Fläche.<br />

Abbildung 4: Prototyp der SAWBOX bei Holzbau Unterrainer GmbH in Ainet<br />

4.2. Die Vorteile der SAWBOX<br />

− Geringer Platzbedarf: Ab 500 m² bis max. 1.000 m² Fläche ermöglicht die SAWBOX<br />

eine optimale Nutzung des Betriebsgeländes. Kein Rundholzplatz notwendig.<br />

− 100% Eigenversorgung: Unternehmen können selbst Rundholz einschneiden und<br />

damit ihre Produktionskosten optimieren.<br />

− Investitionskosten: Die Investitionskosten für die Errichtung der SAWBOX betragen<br />

nur mehr einen Bruchteil im Vergleich zur herkömmlichen Sägetechnologie. Die<br />

Investition in ein eigenes Sägewerk wird wieder leistbar.<br />

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− Nachhaltigkeit und regionale Wertschöpfung: Minimiert Abfall und maximiert die<br />

Ressourcennutzung, verbessert die Umweltbilanz. Das Restholz ist fertig zerspant und<br />

gesammelt.<br />

− Langfristig kalkulierbare Preise: Eigene Produktion ermöglicht langfristig stabile<br />

Produktpreise.<br />

− Grüner Fußabdruck: Die SAWBOX erhöht die Ausbeute und maximiert so die<br />

Nutzung der Ressource Rundholz bei geringem Energieverbrauch. Bei der<br />

Referenzanlage in Ainet ist eine 180 kW-PV-Anlage auf den Hallendächern installiert.<br />

An sonnigen Tagen arbeitet die SAWBOX fast autark, denn das gesamte Sägewerk<br />

benötigt nur knapp 200 kWh.<br />

− Kosteneffizienz: Die kompakte Bauweise und die automatisierten Prozesse<br />

ermöglichen eine kosteneffiziente Produktion mit minimalem Personalaufwand.<br />

4.3. Technische Spezifikationen<br />

− Einschnittkapazität: bis zu 20.000 Festmeter im Zweischichtbetrieb<br />

− Platzbedarf: je nach Ausbaustufe max. 500 – 1.000m²<br />

− Stärke des Rundholzes: 25 bis 105cm<br />

− Längen: 3 bis 5m<br />

− Ausbeute: durchschnittlich 73% Rundholzausbeute<br />

4.4. Arbeitsschritte<br />

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5. Ein Konzept für alle<br />

Nicht nur unser Schnitt- und Brettsperrholz, sondern auch die Sägewerkslösung an sich<br />

stellen wir anderen Marktteilnehmern zur Verfügung.<br />

Die SAWBOX richtet sich vor allem an kleinere und mittlere Sägewerke, die im Schnittholzverkauf<br />

tätig sind, sowie an Holzbauunternehmen und Waldgenossenschaften, die ihre<br />

eigene Schnittholzversorgung mit einem eigenen Sägewerk sicherstellen wollen.<br />

6. Der verlässliche Partner<br />

Das Sawbox-Konzept wurde im Frühling 2024 dadurch untermauert, dass einer der renommiertesten<br />

Sägewerksausrüster Europas die weltweiten Vermarktungsrechte erwarb: Maschinenfabrik<br />

Springer aus Friesach.<br />

Springer steht für Lösungen für Hochgeschwindigkeits-Sägewerke und zuletzt auch immer<br />

häufiger für Robotik im Mechanisierungs- und Sortierungsbereich. Der Einstieg von Springer<br />

gilt somit als Machbarkeitsversprechen.<br />

SPRINGER produziert und vertreibt die patentierte SAWBOX als Komplettanbieter weltweit<br />

und bietet technische Erweiterungen und passende Zusatzmodule zur SAWBOX an.<br />

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Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen | M. Steilner 1<br />

Kastenelemente – Zulassung und<br />

Produktionskontrollen<br />

Michael Steilner<br />

Karlsruher Institut für Technologie (KIT)<br />

Karlsruhe, Deutschland<br />

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Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen | M. Steilner<br />

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Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen | M. Steilner 3<br />

Kastenelemente – Zulassung und<br />

Produktionskontrollen<br />

1. Einleitung<br />

Das mehrgeschossige Bauen in Holz ist inzwischen Stand der Technik und wird häufig ausgeführt.<br />

Damit ein Bauherr sich für Holz entscheidet ist eine wirtschaftliche Bauweise notwendig,<br />

damit die Bauweise auch für Investoren interessant ist. Kastenelemente bieten<br />

sich hier als wirtschaftliche Konstruktionen an.<br />

Kastenelemente bestehen zumeist aus Rippen aus Brettschichtholz und einer Beplankung<br />

aus Dreischichtplatten oder Brettsperrholz, je nach Belastung und Spannweite. In Abbildung<br />

1 ist ein typisches Deckenelement dargestellt. In Abbildung 2 sind drei Unterschiedliche<br />

Ausführungen dargestellt. Die Beplankung der zwei oberen Elemente besteht aus<br />

Brettsperrholz, die des unteren Elementes aus Dreischichtplatten. Mittels der Steghöhen<br />

und Stegbreiten können die Kastenelemente für ihre jeweilige Spannweite bzw. Traglast<br />

dimensioniert werden. Meistens wird die Beplankung und die Rippen durch die Herstellbetriebe<br />

extern eingekauft und anschließend im Herstellbetrieb miteinander verklebt. Für die<br />

Funktion der Kastenelemente ist die Klebfuge zwischen Beplankung und Rippe das entscheidende<br />

Element. Für die Herstellung der Klebfuge benötigt der Herstellbetrieb ein entsprechendes<br />

Fachwissen und auch das nötige Equipment. Im Folgenden soll ein Überblick<br />

gegeben werden, welche Möglichkeiten sich für die Herstellbetriebe ergeben, Kastenelemente<br />

herzustellen und die Qualität der Klebfuge zu gewährleisten.<br />

l<br />

b<br />

e<br />

Beplankung<br />

Rippe<br />

Abbildung 1: Schematische Darstellung eines Kastenelements<br />

Abbildung 2: Verschiedene Ausführungen von Kastenelementen, die oberen zwei mir Brettsperrholz<br />

als Beplankung und die unterste mit Dreischichtplatten als Beplankung<br />

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Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen | M. Steilner<br />

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2. Möglichkeiten der Produktzertifizierung<br />

2.1. DIN 1052-10:2024-12<br />

In Deutschland wurde im Dezember 2024 eine neue Ausgabe der DIN 1052-10 veröffentlicht<br />

[1]. Diese wird in Zukunft in die Musterverwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen<br />

(MVVTB) aufgenommen und anschließend von den Ländern eingeführt.<br />

Nach dieser Norm können Betriebe Kastenelemente herstellen und in Deutschland als tragende<br />

Bauteile vertreiben und einbauen.<br />

In der Norm sind keine Einschränkungen für die Elementlänge, -höhe und -breite enthalten.<br />

In Tabelle 1 sind die Randbedingungen aufgeführt.<br />

Tabelle 1: Anforderungen für Kastenelemente nach DIN 1052-10:2024<br />

Beplankungsdicke:<br />

Rippenmaterial:<br />

Beplankungsmaterial:<br />

Klebstoff:<br />

28 mm < t ≤ 200 mm<br />

Brettschichtholz, Furnierschichtholz oder<br />

GLVL ohne Querlagen<br />

Furnierschichtholz oder GLVL mit<br />

Querlagen, Brettsperrholz<br />

EN 301 I 90 GF 1,5M w<br />

Die Verklebung der Bauteile muss durch eine geeignete Pressvorrichtung gewährleistet<br />

sein. Die Vorrichtung muss in der Lage sein, die zu verklebenden Flächen vollflächig zu<br />

verkleben und die vorgeschriebene Klebfugendicke nicht zu überschreiten. Der Pressdruck<br />

kann hierbei durch entsprechende Pressen oder durch Schraubenpressklebung aufgebracht<br />

werden. Für diese Arbeiten muss der Betrieb entsprechend geschultes Personal und Technik<br />

vorhalten. Der Betrieb muss dies durch die Eignung zum Kleben Bescheinigung A2 («Leimgenehmigung»),<br />

ausgestellt durch eine anerkannte Prüfstelle nachweisen.<br />

Zusätzlich muss eine anerkannte Überwachungs- und Zertifizierungsstelle für die kontinuierliche<br />

Überwachung und Zertifizierung beauftragt werden.<br />

2.2. Allgemeine bauaufsichtliche Zulassung /<br />

allgemeine Bauartgenehmigung<br />

Soll von der DIN 1052-10:2024 abgewichen werden, gibt es für Deutschland die Möglichkeit<br />

eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung / allgemeine Bauartgenehmigung (abZ/aBG)<br />

zu erwirken. In den meisten Fällen wird das der Fall sein, wenn ein anderer Klebstoff, z.B.<br />

PUR Klebstoff, verwendet werden soll.<br />

Für die abZ muss zusammen mit dem deutschen Institut für Bautechnik (DIBt) geklärt<br />

werden, was die Abweichung zur Norm darstellt und wie eine sichere Verklebung gewährleistet<br />

werden kann. Hierfür wird ein Prüfplan aufgestellt anhand dessen diese Nachweise<br />

erbracht werden können. Werden die Nachweise durch eine erfolgreiche Prüfung bei einer<br />

anerkannten Materialprüfungsanstalt erbracht, kann eine abZ/aBG ausgestellt werden. In<br />

dieser wird festgelegt, wie die Herstellung und wie die werkseigende Produktionskontrolle<br />

zu erfolgen hat. Normalerweise sind diese ähnlich, wie bei der DIN 1052-10:2024, allerdings<br />

angepasst auf die Besonderheiten, die sich durch die Abweichungen von der Norm<br />

ergeben. Ebenso muss in diesem Fall eine anerkannte Überwachungs- und Zertifizierungsstelle<br />

für die kontinuierliche Überwachung und Zertifizierung beauftragt werden.<br />

2.3. Europäische technische Bewertung (ETA)<br />

Für den europäischen Markt gibt es die Möglichkeit eine europäisch technische Bewertung<br />

(ETA) zu beantragen. Diese ähnelt im Wesentlichen der abZ/aBG in Deutschland. Für die<br />

Erstellung einer ETA benötigt es ein europäisches Bewertungsdokument (EAD) [2] in dem,<br />

ähnlich dem Prüfplan bei der Zulassung, festgelegt ist, welche Nachweise für eine ETA<br />

erbracht werden müssen. Hier wird die Verklebungsqualität indirekt über Bauteilversuche<br />

geprüft.<br />

Für die Produktionskontrolle wird ein individueller Kontrollplan erstellt und die Überprüfung<br />

der werkseigenen Produktionskotrolle muss durch eine notifizierte Stelle erfolgen.<br />

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Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen | M. Steilner 5<br />

3. Produktionskontrollen<br />

Die Produktionskontrollen unterscheiden sich zwischen den in laut Absatz 2 möglichen Produkten<br />

nur geringfügig, daher wird im Folgenden keine Unterscheidung mehr vorgenommen.<br />

3.1. Werkseigene Produktionskontrolle<br />

Allgemein<br />

In der werkseigenen Produktionskontrolle muss der Hersteller Verfahren festlegen, durch<br />

die die Anforderungen an die Produkteigenschaften und die Anforderung der Herstellungsbedingungen<br />

eingehalten und dokumentiert werden. Diese umfasst den Eingang und Kontrolle<br />

der Rohware, den Herstellungsprozess und die Überprüfung der Klebfugenqualität<br />

am fertigen Produkt.<br />

Wichtig ist hierbei vor allem die Dokumentation des Verklebungsprozesses. Es müssen<br />

unter anderem das Herstellungsklima, die Oberflächenbeschaffenheit, die Holzfeuchte, die<br />

Temperatur der zu verklebenden Oberflächen, offene Zeit, Anfang und Ende der Presszeit,<br />

Auftragsmenge des Klebstoffs und die Einhaltung der Herstellungsvorgaben des Klebstoffherstellers<br />

dokumentiert werden.<br />

Prüfung der Qualität der Klebfuge<br />

Für die Tragfähigkeit der Kastenelemente ist eine tragfähige und dauerhafte Klebfuge<br />

zwischen Beplankung und Stegen maßgebend. Da die Herstellbetriebe normalerweise die<br />

zu verklebenden Produkte zukaufen und sich von der Qualität der Zulieferer überzeugen<br />

müssen, ist die Herstellung der Klebfuge zwischen den Elementen die entscheidende Komponente<br />

der Herstellbetriebe. Hier muss auf eine akkurate und qualitativ einwandfreie Herstellung<br />

geachtet werden.<br />

Für eine gute Klebverbindung ist ein ausreichender Klebstoffauftrag notwendig. Daher ist<br />

bei jedem Bauteil visuell zu überprüfen, ob an den Seiten der Fugen ein Klebstoffaustritt<br />

zu sehen ist. Dies deutet einen ausreichenden Klebstoffauftrag an.<br />

Für die mechanische Prüfung der Qualität der Klebfugen sind aus dem Element Bohrkerne<br />

zu entnehmen. Entweder aus der Seitenfläche oder aus der Deckfläche. Der Bohrkern muss<br />

dabei die Klebfuge möglichst mittig enthalten. Die Entnahmestellen müssen anschließend<br />

mit entsprechenden Füllhölzern vollständig gefüllt und verklebt werden.<br />

An den Bohrkernen wird die Klebfugendicke bestimmt und mit den Vorgaben des Herstellers<br />

abgeglichen. Eine ausreichend dünne Klebfuge ist notwendig für eine qualitativ gute Verklebung.<br />

Anschließend wird der Bohrkern in einem Prüflabor an der Klebfuge abgeschert und anschließend<br />

die Scherfestigkeit und der prozentuale Holzfaserbruchanteil bestimmt. Die<br />

Einzuhaltenden Grenzwerte sind entweder im Kontrollplan der abZ/abG oder ETA festgelegt,<br />

oder es gelten die Grenzwerte nach DIN 14080:2013 [3]. Diese sind für die Scherfestigkeit<br />

min. 4 N/mm 2 bei einem Holzfaserbruchanteil von 100 %. Bei höheren<br />

Scherfestigkeiten sind geringere Holzfaserbruchanteile möglich. Die genauen Werte sind<br />

der DIN 14080:2013 zu entnehmen. In Abbildung 3 ist ein Bohrkern bei der Prüfung und<br />

ein geöffneter Bohrkern beispielhaft dargestellt.<br />

Abbildung 3: Darstellung eines Bohrkerns bei Prüfung und nach der Prüfung<br />

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Kastenelemente – Zulassung und Produktionskontrollen | M. Steilner<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Falls die Kastenelemente in Nutzungsklasse 2 verwendet werden, müssen zusätzliche Bohrkerne<br />

einer Kochwasserbehandlung mit anschließender Rücktrocknung unterzogen werden,<br />

an denen ebenfalls im Anschluss Scherprüfungen durchzuführen sind. Die Ergebnisse<br />

dürfen nur um einen bestimmten Prozentsatz von den trocken geprüften Scherkörpern<br />

abweichen.<br />

Es können auch Delaminierungsprüfungen der Klebfuge nach DIN 14080:2013 durchgeführt<br />

werden, allerdings ist das für Kastenelemente unüblich, da diese in den Einbauabmessungen<br />

hergestellt werden und daher keine ganzen Querschnitte aus den Elementen<br />

entnommen werden können, ohne das Bauteil zu zerstören. Diese Prüfungen werden daher<br />

eher bei der Erstprüfung oder im Rahmen der Erteilung der Eignung zum Kleben an einem<br />

eigens dafür produzierten Kastenelement durchgeführt<br />

3.2. Erstprüfung und Fremdüberwachung<br />

Jedes Herstellwerk muss bevor es seine Produkte in den Markt bringt entweder eine anerkannte<br />

Überwachungs- und Zertifizierungsstelle oder eine notifizierte Stelle beauftragen.<br />

Diese führt eine Erstprüfung durch und anschließend eine kontinuierliche Überwachung der<br />

werkseigenen Produktionskontrolle.<br />

In der Erstprüfung wird einerseits überprüft, ob die Dokumentation und Organisation der<br />

werkseigenen Produktionskontrolle funktioniert und weiter, ob der Betrieb in der Lage ist,<br />

eine tragfähige Klebfuge für die Kastenelemente herzustellen. Hierbei werden die Prüfungen<br />

der werkseigenen Produktionskontrolle an extra dafür hergestellten Kastenelementen<br />

in größerem Umfang durchgeführt. Es können auch Delaminierungsprüfungen durchgeführt<br />

werden, da die Elemente nicht für den Einsatz in einem Gebäude produziert wurden.<br />

Für die kontinuierliche Fremdüberwachung wird anschließend nach dem jeweiligen Kontrollplan<br />

gearbeitet, bzw. mit der anerkannten Stelle die Prüfungen, die im Rahmen der<br />

Fremdüberwachung durchzuführen sind, festgelegt.<br />

Ist die Erstprüfung erfolgreich abgeschlossen wird von der Zertifizierungsstelle ein Zertifikat<br />

ausgestellt und der Herstellbetrieb kann für den Markt produzieren, solange die Zertifizierung<br />

durch die kontinuierliche Fremdüberwachung aufrechterhalten wird.<br />

4. Literatur<br />

[1] DIN 1052-10:2024: Holzbauwerke – Herstellung und Ausführung von Holzbauwerken –<br />

Teil 10: Ergänzende Bestimmungen zu Verbindungsmitteln und nicht europäisch geregelten<br />

geklebten Produkten und Bauarten, DIN, Berlin<br />

[2] EAD 140022-00-0304: Prefabricated Wood-Based Loadbearing Stressed Skin Panels,<br />

EOTA, 2020<br />

[3] DIN 14080:2013: Holzbauwerke – Brettschichtholz und Balkenschichtholz – Anforderungen,<br />

DIN, Berlin<br />

200


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Einfacher Holzbau dank smarter Energietechnik | M. Schär 1<br />

Einfacher Holzbau dank smarter<br />

Energietechnik<br />

Michael Schär<br />

schaerholzbau ag<br />

Altbüron, Schweiz<br />

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Einfacher Holzbau dank smarter Energietechnik | M. Schär 3<br />

Einfacher Holzbau dank smarter<br />

Haustechnik<br />

Es gehört zur Unternehmensphilosophie von schaerholzbau, Bestehendes zu hinterfragen<br />

und auf innovative Lösungen zu setzen. Das neuste Beispiel ist die Klimatechnologie. Mit<br />

dem Klimakonvektor und der Verbundlüftung bietet schaerholzbau eine smarte wie energetisch<br />

nachhaltige Lösung, um Gebäude mit möglichst wenig Energieaufwand zu heizen,<br />

zu kühlen und zu lüften.<br />

Moderne Bauten benötigen im Vergleich zu den Gebäuden der 1960er-Jahre nur noch 10<br />

bis 20% der Heizenergie. Die gängigen Heizkonzepte haben sich diese Entwicklung noch<br />

kaum zunutze gemacht. Beim heutigen Dämmstandard ist nicht nur die innere Oberfläche<br />

der Wände und Gläser deutlich wärmer. Auch die Wärmespeicherkapazität der Gebäudemasse<br />

ist klar höher als die Wärmeverluste durch die Bauteile. Deshalb ist heute eine<br />

geringere Heizleistung erforderlich, die erst noch sehr rasch zu- oder weggeschaltet werden<br />

kann. Genau dies ermöglicht der Klimakonvektor von schaerholzbau.<br />

1. Der Klimakonvektor<br />

Wenn es um das Thema Heizen und Kühlen geht, hat schaerholzbau mit dem Klimakonvektor<br />

eine einfache und nachhaltige Lösung zur Hand. Sie sorgt mit minimalem Energiebedarf<br />

in jeder Jahreszeit für ein behagliches Raumklima. In Kombination mit einer<br />

Wärmepumpe, die heizen und kühlen kann, ist das Klimakonvektor-System sowohl bezüglich<br />

der Energiebilanz als auch der Wirtschaftlichkeit interessant. Ganz nach dem Credo –<br />

so wenig Energie wie nötig, so viel Komfort wie möglich.<br />

Abbildung 1: Systemübersicht Klimakonvektoren<br />

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Einfacher Holzbau dank smarter Energietechnik | M. Schär<br />

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Ein herkömmliches Heizsystem kann heizen. Um Räume zu kühlen, ist ein zusätzliches<br />

System erforderlich. Der Klimakonvektor bietet beides aus einer Hand: Er gleicht Temperaturdifferenzen<br />

sehr schnell aus und ermöglicht das ganze Jahr hindurch eine auf die Jahreszeit<br />

abgestimmte und angenehme Raumtemperatur. Der technische Aufwand ist<br />

minimal, die Bedienung ist einfach, die Lebensdauer ist lang. Das System arbeitet lautlos,<br />

es gibt keine Zugluft. Der Einbau ist sowohl in bestehenden Gebäuden als auch bei Neubauten<br />

unkompliziert.<br />

Bei einem herkömmlichen Konvektionsheizkörper mit Vorlauftemperaturen über 40°C<br />

streicht die Luft entlang des Heizkörpers und steigt dann auf. Im Gegensatz dazu saugen<br />

beim Klimakonvektor von schaerholzbau kleine, im Gehäuse verbaute Ventilatoren die Luft<br />

durch den Wärmetauscher. Dadurch kann das System mit viel geringeren Temperaturdifferenzen<br />

arbeiten und viel schneller reagieren. Die Vorlauftemperatur zum Heizen liegt bei<br />

26°C und beim Kühlen bei 21°C. Das hat zur Folge, dass die Wärmepumpe eine viel höhere<br />

Leistungszahl COP erzielt als bei allen anderen Systemen. Ausserdem müssen die Leitungen<br />

nicht gedämmt werden, da durch die geringe Differenz zur Raumtemperatur wenig Verluste<br />

entstehen. Und eine Kondensatbildung an den Leitungen beim Kühlen gibt es bei 21°C<br />

ebenfalls nicht, daher braucht es auch keine Kondensatabläufe.<br />

Der Klimakonvektor ist besonders prädestiniert für Büros und Schulen. Dort ändern sich<br />

die internen Lasten (jede Person gibt sitzend 60-120W an Wärme ab) sehr kurzfristig. Bei<br />

Gebäuden mit Bodenheizung führt das schnell zu Überhitzung, da die Bodenheizung sehr<br />

träge reagiert. Ein modernes Schulhaus oder Bürogebäude kann tagsüber durch die internen<br />

Lasten (Nutzer, Elektronik, etc.) beheizt werden. Der Klimakonvektor hingegen schaltet<br />

sofort ab und verschwendet keine Energie.<br />

Der Konvektor kann optimal bei Brüstungen oder in Schrankfronten eingebaut werden und<br />

bleibt bis auf ein paar Schlitze unsichtbar. Gerade bei Holzbauten sind die Gestaltungsmöglichkeiten<br />

zahlreich, um den Klimakonvektor in das Raumdesign zu integrieren. Die<br />

Geräte können nach den Wünschen des Architekten und der Bauherren für jedes Gebäude<br />

individuell geplant werden.<br />

Abbildung 2: Mögliche Bauformen von Klimakonvektoren<br />

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Einfacher Holzbau dank smarter Energietechnik | M. Schär 5<br />

Das System ist auch Regelungstechnisch sehr einfach aufgebaut. Der Volumenstrom des<br />

Vorlaufs ist Sommer und Winter konstant, ohne Ventile oder dergleichen. Der im Gerät<br />

eingebaute Thermostat schaltet lediglich die Ventilatoren ein und aus. Eine übergeordnete<br />

Steuerung regelt die Wärmepumpe und kann je nach Aussentemperatur die Thermostate<br />

übersteuern.<br />

Eine weitere Besonderheit ist, dass die ganzjährige Kühlung von Serverräumen einfach ins<br />

System eingebunden werden kann. So wird die Abwärme der Server im Winter zum Heizen<br />

genutzt. Dies erhöht die Energieeffizienz des Gebäudes zusätzlich.<br />

Werden die Klimakonvektoren an eine Erdsonden-Wärmepumpe angeschlossen, kann die<br />

Kühlung über sogenanntes «Free Cooling» betrieben werden. Das bedeutet, dass zur Kühlung<br />

nur die Umwälzpumpe der Sole läuft, nicht aber der Kompressor. So ist der Energieaufwand<br />

für die Kühlung minimal und die Erdsonde wird im Sommer regeneriert.<br />

2. Die Verbundlüftung<br />

Die Verbundlüftung beruht auf der Erfahrung, dass sich die frische Luft in Gebäudebereichen<br />

mit mehreren Räumen gut verteilt, wenn die Türen offen stehen. So wird ein zentraler Raum<br />

der Nutzungseinheit als «Lunge» genutzt. Bei geschlossenen Türen werden die angrenzenden<br />

Räume über Verbundlüfter mit frischer Luft versorgt. Im aktiven Teil des Verbundlüfters<br />

fördern kleine Ventilatoren verbrauchte Luft vom Raum in den Korridor. Im passiven Teil<br />

strömt frische Luft vom Korridor in den Raum zurück. Diese Verbundlüfter können in Türen<br />

eingebaut, oder als separate Elemente in die Innenwand integriert werden.<br />

Abbildung 3: Konzept der Verbundlüftung<br />

Bei konventionellen Lüftungsanlagen wird jeder Raum, egal ob jemand anwesend ist oder<br />

nicht, über separate Kanäle mit Frischluft versorgt. Das führt zu einem unnötig hohen<br />

Luftwechsel pro Nutzungseinheit, da sich die Nutzer innerhalb der Nutzungseinheit bewegen,<br />

aber für alle Räume der Luftwechsel für die maximale Belegung ausgelegt wird.<br />

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Einfacher Holzbau dank smarter Energietechnik | M. Schär<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bei der Verbundlüftung wird nur die «Lunge» über einen Quellauslass vom Monoblock mit<br />

Frischluft versorgt. Die Luftmenge wird dabei über CO2-Sensoren in der Abluft reguliert.<br />

Alle angrenzenden Räume werden durch die Verbundlüfter versorgt. Diese werden einfach<br />

über Türkontakte oder Präsenzmelder ein- und ausgeschaltet. Die verbrauchte Luft steigt<br />

in den Räumen an die Decke und wird durch den Verbundlüfter zurück in den Korridor<br />

geführt. An der Decke im Korridor oder in den WC-Anlagen wird sie dann vom Monoblock<br />

mit integrierter Wärmerückgewinnung abgesaugt.<br />

Die Lüftungsanlage wird auf die Belegung der gesamten Nutzungseinheit ausgelegt und<br />

nicht auf die Summe der maximalen Belegung der einzelnen Räume. Dadurch werden die<br />

Investitionskosten reduziert (kleinere Lüftungsanlage), die Steigzonen benötigen weniger<br />

Platz und die Luft wird im Winter wegen der tieferen Luftwechselrate weniger ausgetrocknet.<br />

Im Betrieb sind die Lüftungsverluste geringer und der Stromverbrauch der Lüftung<br />

ebenso.<br />

Für den Holzbau hat die Verbundlüftung den grossen Vorteil, dass es keine horizontale<br />

Lüftungsrohre in den Decken gibt. Vertikale Schächte und der Einbau von Verbundlüftern<br />

in Innenwänden oder Türen können sehr einfach realisiert werden.<br />

3. Die Kombination<br />

Klimakonvektoren und Verbundlüfter ergänzen sich hervorragend und werden daher oft<br />

im Zusammenspiel eingesetzt. Sie können aber entsprechende den Anforderungen auch<br />

separat verbaut werden.<br />

In Wohnungen, die nur mit einem zentralen Konvektor ausgerüstet sind, sorgen die Verbundlüfter<br />

ebenfalls für die Wärmeverteilung in die Zimmer. Ein Beispiel dafür ist das MFH<br />

neuRaum in Horw, das 2022 mit dem Watt d’Or des Bundesamts für Energie ausgezeichnet<br />

wurde.<br />

Auch beim Neubau des «Haus des Holzes» der Pirmin Jung AG in Sursee sind Brüstungskonvektoren<br />

und Wandverbundlüfter eingebaut worden. Mit der Verkleidung in Weisstannen<br />

integrieren sie sich nahtlos ins Gebäude und sorgen ganzjährig für ein angenehmes<br />

und produktives Büroklima.<br />

Abbildung 4: Klimakonvektor (links) und Wand-Verbundlüfter (rechts) in Weisstanne beim Haus des Holzes<br />

Copyright: PIRMIN JUNG Schweiz AG, Fotografie: MARCOLEU<br />

206


HOLZBAU morgen


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm 1<br />

Keine Angst vor Robotertechnik:<br />

Programmierung vereinfacht durch I 5.0<br />

Stefan Böhm<br />

Holzbau.tech GmbH<br />

Technische Hochschule Rosenheim<br />

Rosenheim, Deutschland<br />

209


2<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

210


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm 3<br />

Keine Angst vor Robotertechnik:<br />

Programmierung vereinfacht durch I5.0<br />

1. Einführung<br />

Die Europäische Union betrachtet die anhaltende Klimakrise als eine der größten Herausforderungen<br />

unserer Zeit. Im Gegensatz zu anderen zentralen Problemen hat sie weitreichende<br />

globale Auswirkungen auf nahezu alle Bereiche der Gesellschaft. Besonders<br />

betroffen ist der Bausektor, der nicht nur erheblich unter den Folgen des Klimawandels<br />

leidet, sondern mit einem Anteil von 37 % an den globalen CO₂-Emissionen auch zu den<br />

größten Verursachern zählt [1].<br />

Diese Zahlen verdeutlichen die dringende Notwendigkeit eines grundlegenden Wandels des<br />

Bausektors. Vor diesem Hintergrund hat die Bayerische Staatsregierung eine Holzbauoffensive<br />

gestartet: Wann immer möglich, sollen staatliche Bauprojekte in Holzbauweise<br />

realisiert werden. Zudem werden kommunale und mehrgeschossige Bauvorhaben gezielt<br />

durch Fördermittel unterstützt. Der entscheidende Vorteil von Holz liegt in seiner ökologischen<br />

Nachhaltigkeit. Als nachwachsender Rohstoff kann es über Jahrzehnte CO₂ speichern<br />

und bietet somit eine effektive Möglichkeit, die Emissionen im Bauwesen signifikant zu<br />

reduzieren [2].<br />

Die Holzbauweise basiert auf verschiedenen Wand- und Deckenelementen, die aus Ständerkonstruktionen<br />

mit mehreren Plattenlagen bestehen (siehe Abbildung 1). Aufgrund ihrer<br />

spezifischen Anforderungen – insbesondere in den Bereichen Statik und Brandschutz –<br />

erfordert sie jedoch ein hohes Maß an Expertenwissen [3].<br />

Abbildung 1: Beispielhafte Darstellung eines Holzbaukonstrukts. [Eigene Abbildung].<br />

Zusätzlich dazu, verschärft sich der Fachkräftemangel in Deutschland und Bayern zunehmend.<br />

Viele Unternehmen verfügen nicht mehr über ausreichend qualifizierte Fachkräfte,<br />

um komplexe Herausforderungen – insbesondere im Holzbau – zu bewältigen. Fehlende<br />

Bewerber und unzureichende Qualifikationen bremsen den industriellen Fortschritt und erschweren<br />

die Erreichung der Klimaneutralität im Bausektor erheblich [4].<br />

Dennoch sind hochqualifizierte Fachkräfte mit ihrer Expertise und der Fähigkeit, flexible<br />

Lösungen für dynamische Problemstellungen zu entwickeln, essenziell – insbesondere in<br />

der Holzbaufertigung. In den vergangenen Jahrzehnten haben Unternehmen daher versucht,<br />

die wachsende Marktnachfrage, wie in Abbildung 2 dargestellt, durch kostspielige<br />

Automatisierungslösungen auszugleichen – jedoch mit nur begrenztem Erfolg [5].<br />

211


4<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 2: Anteil der genehmigten Wohngebäude in Holzbauweise. Adaptiert von [6].<br />

Daher besteht mit Hinblick auf dem neuen Industrie 5.0 (I5.0) Konzept der Europäischen<br />

Union ein dringender Bedarf an intelligenten und anpassungsfähigen Automatisierungslösungen,<br />

die komplexe Aufgaben wie die Fertigung von Holzbauten effizient bewältigen können.<br />

Solche Technologien sind entscheidend, um den Herausforderungen des Klimawandels<br />

erfolgreich zu begegnen und gleichzeitig die Effizienz sowie Nachhaltigkeit im Bauwesen zu<br />

steigern [7].<br />

2. Stand der Technik im Holzbau<br />

Der Holzbauprozess umfasst heute den gesamten Ablauf vom Design, basierend auf Kundenanforderungen,<br />

bis zur Fertigung der Holzelemente im Werk. Digitalisierung spielt dabei<br />

eine zentrale Rolle, insbesondere zur Steigerung der Effizienz in der Arbeitsvorbereitung.<br />

Ein bewährter Ansatz ist die Building Information Modelling (BIM) -Methodik, die ein digitales<br />

3D-Modell des Bauvorhabens erstellt und alle relevanten Informationen für die Planung und<br />

Fertigung bereitstellt. Aus diesen BIM-Modellen werden die Maschinendaten für die Produktion<br />

der Bauelemente generiert [8].<br />

Abbildung 3: Aktuellen Verfahren zur Beplankung von Holzrahmenwänden: a) eine liegende Beplankung durch<br />

einen Portalroboter und b) eine liegende Beplankung durch einen Gelenkarmroboter, der auf einer Linearachse<br />

montiert ist. Adaptiert von [3].<br />

Die Fertigung erfolgt auf Basis dieser Daten zunehmend automatisiert. Neben den etablierten<br />

Portalrobotern gewinnen Knickarmroboter wie in Abbildung 3 an Bedeutung, da sie<br />

durch ihre Flexibilität und Präzision eine ideale Lösung für die automatisierte Holzbauproduktion<br />

darstellen. Das grundlegende Prinzip dieses Prozesses bleibt weitgehend gleich:<br />

Das Wandelement wird in liegender Position als Ständerkonstruktion zusammengesetzt.<br />

Zunächst werden die Ständer positioniert und mithilfe von Klammern (alternativ Nägel oder<br />

212


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm 5<br />

Schrauben) verbunden. Dabei kann entweder mit mehreren Robotern gearbeitet werden,<br />

wobei ein Roboter die Ständer positioniert und ein weiterer die Klammern für die Verbindung<br />

setzt, oder es kann ein einzelner Roboter beide Aufgaben übernehmen. Da sich die<br />

Materialien in liegender Position nicht verschieben, ist dies grundsätzlich möglich, jedoch<br />

muss nach der Ständerpositionierung ein Werkzeugwechsel durchgeführt werden, was<br />

häufig zusätzliche Prozesszeit erfordert. Nach der Fertigstellung der Ständerkonstruktion<br />

folgt ein ähnlicher Prozess für die Befestigung der Plattenmaterialien, auch Beplankung<br />

genannt. Dabei müssen beide Seiten der Wand beplankt werden. Nachdem die erste Wandseite<br />

beplankt wurde, wird das Wandelement mithilfe eines Krans oder Wendetischs gedreht,<br />

sodass der Beplankungsprozess auf der anderen Seite abgeschlossen werden kann.<br />

Die Dämmmaterialien werden je nach Unternehmensprozess entweder direkt in die Ständerholräume<br />

eingelegt oder erst nach der Beplankung in die Hohlräume eingeblasen [3].<br />

3. Durchgängiger Digitalisierungsprozess<br />

für autonome Robotik<br />

Daher wird im Folgenden ein I5.0-Konzept am Beispiel der Holzwandbeplankung vorgestellt.<br />

Dieses Konzept vereint verschiedene moderne Technologien, um die Anforderungen von I5.0<br />

zu erfüllen und ein intelligentes sowie anpassungsfähiges System bereitzustellen. Gleichzeitig<br />

demonstriert es eine mögliche Anwendung von I5.0 zur vereinfachten Roboterprogrammierung<br />

im Holzbau. Das Grundprinzip dieses Konzepts ist in Abbildung 4 dargestellt.<br />

Abbildung 4: Bestandteile des I5.0 Automatisierungskonzepts. [Eigene Abbildung].<br />

Das Konzept besteht aus drei zentralen Bestandteilen:<br />

1. Cloud-basierte Datenvorbereitung: Angesichts der Vielzahl von Elementen, die eine<br />

Holzbaukonstruktion umfasst, ist eine schnelle und leicht zugängliche Softwarelösung<br />

für das Generieren und Verwalten der notwendigen Produktionsdaten von entscheidender<br />

Bedeutung. Insbesondere mit Blick auf die BIM-Methode und die stetige Weiterentwicklung<br />

von Cloud-Technologien sollten künftig Prozesse wie CAD/CAM und Prozessplanung<br />

als Webanwendungen für Unternehmen verfügbar sein. Dies ermöglicht eine erhebliche<br />

Reduzierung kostspieliger Investitionen in IT-Hardware und deren Wartungsaufwand.<br />

Gleichzeitig erlaubt cloudbasiertes BIM auch Unternehmen mit begrenzter oder noch<br />

nicht vorhandener IT-Infrastruktur, kosteneffizient die Digitalisierung voranzutreiben,<br />

was wiederum die Voraussetzung für moderne Automatisierungslösungen darstellt.<br />

213


6<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

2. KI-basierte Robotersteuerung: Mit den zur Verfügung stehenden Daten, wie sie aus<br />

einem cloudbasierten BIM-Prozess gewonnen werden, wird es möglich, Fertigungsprozesse<br />

wie die Beplankung einer Holzwand vollständig zu automatisieren und somit Fachkräfte<br />

bei ihren täglichen Arbeiten zu entlasten. Allerdings ist insbesondere das<br />

Expertenwissen der Fachkräfte der entscheidende Faktor, um solche Fertigungsprozesse<br />

effizient und qualitativ hochwertig umzusetzen. Dabei spielen Faktoren wie das Handling<br />

der Plattenmaterialien, Wissen über Materialeigenschaften und der eigentliche Fertigungsprozess<br />

eine zentrale Rolle für eine erfolgreiche Umsetzung. Daher ist es neben den<br />

Prozessdaten aus dem BIM-Prozess auch entscheidend, das Expertenwissen in Automatisierungslösungen<br />

für komplexe Aufgaben wie die Wandbeplankung zu integrieren, um<br />

eine notwendige Effizienz und damit eine wirtschaftliche Umsetzung zu gewährleisten.<br />

Dies erfordert meist eine umfangreiche und aufgabenspezifische Programmierung von<br />

Robotik Lösungen. Diese aufwändige Programmierung ist häufig kostspielig und hat einen<br />

erheblichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit von Automatisierungslösungen. Mit dem exponentiellen<br />

Fortschritt der Künstlichen Intelligenz wird es allerdings künftig möglich sein,<br />

die aufwändige Roboterprogrammierung vollständig zu automatisieren und Robotik somit<br />

auch für kleine und mittelständische Unternehmen anwendbar zu machen.<br />

3. Internet of Things Feedback: Mit einer durchgängigen Digitalisierungskette und dem<br />

Einsatz von Künstlicher Intelligenz ist die Basis für ein intuitives Automatisierungskonzept<br />

gegeben. Häufig stellt jedoch der Transfer der Digitalisierung in die reale Welt eine<br />

besondere Herausforderung dar. Insbesondere in der Holzbaufertigung, mit Anforderungen<br />

wie präziser Positionierung von Materialien, ist es notwendig, eine stabile Brücke<br />

zwischen dem realen und digitalen Fertigungsprozess zu gewährleisten. Um den realen<br />

Fertigungsprozess zu digitalisieren, sind roboterspezifische Daten wie Achsrotationen<br />

oder Momente ein wichtiger Faktor. Diese Daten müssen in die Digitalisierungskette<br />

zurück fliesen, um auf reale Gegebenheiten während des Fertigungsprozesses reagieren<br />

zu können.<br />

Für einen praktischen Einblick in ein I5.0-Konzept werden im Folgenden Fallbeispiele in<br />

Bezug auf die drei zentralen Bestandteile des I5.0-Konzepts aus Abbildung 4 vorgestellt.<br />

4. Cloud-basierte Datenvorbereitung<br />

In der Studie Digitale Planung für nachhaltigen Holzbau (DP4NH) von [9] wurde eine cloudbasierte<br />

BIM-Plattform vorgestellt, die alle notwendigen Daten für den Holzbaufertigungsprozess<br />

bereitstellt und gleichzeitig alle Stakeholder in die digitale Planung einbindet. Die<br />

DP4NH-BIM-Plattform, dargestellt in Abbildung 5, bildet in ihrem Kern den vollständigen<br />

digitalen Planungsprozess eines Holzbaugebäudes ab – beginnend mit der Definition allgemeiner<br />

Informationen über das geplante Bauvorhaben sowie der beteiligten Stakeholder,<br />

darunter Bauherr, Architekt und Statiker.<br />

Im nächsten Projektschritt werden die einzelnen Holzbauelemente und deren Schichtaufbauten<br />

definiert. Diese können von allen Beteiligten mit ihren Anforderungen abgeglichen<br />

werden, um bereits zu Beginn eine einheitliche Datengrundlage zu gewährleisten. Anschließend<br />

wird das Volumenmodell des Gebäudes anhand festgelegter Regeln, die auf länderbezogenen<br />

Normen und Gesetzgebungen basieren, mit allen notwendigen Detailelementen<br />

wie Ständern und Plattenmaterialien autonom befüllt.<br />

Mit Blick auf die aktuelle Klimakrise ist die DP4NH-Plattform so konzipiert, dass sie mithilfe<br />

von Optimierungsalgorithmen eine minimale Materialverschwendung bei den Plattenmaterialien<br />

berücksichtigt. Durch diese cloudbasierte Datenvorbereitung können auf Grundlage<br />

der Stakeholder-Anforderungen sowie des initialen Volumenmodells des Bauvorhabens alle<br />

notwendigen Fertigungsdaten autonom generiert und als standardisierte Maschinendateien,<br />

beispielsweise im BTLX-Format, exportiert werden.<br />

214


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm 7<br />

Abbildung 5: Beispielshafte Darstellung der DP4NH BIM Plattform für cloud-basierte Arbeitsvorbereitung.<br />

[Eigene Abbildung].<br />

5. KI-basierte Robotersteuerung<br />

Anschließend an die DP4NH-Studie wird in dem Forschungsprojekt RoWaPla der Technischen<br />

Hochschule Rosenheim aus [10] eine Machbarkeitsstudie zur Roboterapplikation mit<br />

Künstlicher Intelligenz für die stehende Wandbeplankung. Das Szenario dieser Applikation<br />

sieht vor, dass ein sechsachsiger Gelenkarmroboter wie in Abbildung 6 die Plattenmaterialien<br />

aus einem Ladungsträger entnimmt, der autonom durch fahrerlose Transportroboter<br />

angeliefert wird. Anschließend befestigt der Roboter die Platten mittels eines Kombi-<br />

Sauggreifers an der vorgefertigten Ständerkonstruktion einer Holzwand. Die für den Beplankungsprozess<br />

notwendigen Pick-&-Place-Informationen stammen hierbei aus der<br />

DP4NH-Cloud-Plattform.<br />

Die Besonderheit dieser Roboterapplikation liegt im Einsatz von Maschinellem Lernen,<br />

insbesondere Reinforcement Learning (RL). Beim RL trainiert ein KI-Agent in einer 3Dvirtuellen<br />

Umgebung die Steuerung des sechsachsigen Roboterarms, um die komplette<br />

Wandbeplankung – von der Plattenaufnahme bis zur Anbringung – autonom durchzuführen,<br />

ohne dass eine manuelle Programmierung der Bewegungsabläufe erforderlich ist.<br />

Für die direkte Steuerung des realen Roboters werden die Achsdaten des KI-Agenten in<br />

nahezu Echtzeit über das Internet of Things (IoT) an die Robotersteuerung übertragen.<br />

Anhand dieser Daten kann die Steuerung dann die vom KI-Agenten vorgegebene Zielposition<br />

präzise nachfahren.<br />

Durch das autonome Training sowie die Möglichkeit, einen digitalen Zwilling mit einer realen<br />

Robotersteuerung über das IoT zu verbinden, kann künftig die Roboterprogrammierung<br />

weitestgehend automatisiert werden. Gleichzeitig lassen sich Expertenanforderungen und<br />

Wissen in den Lernprozess integrieren, indem Maschinelles Lernen in einer vom Benutzer<br />

definierten virtuellen Trainingsumgebung angewendet wird.<br />

215


8<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Abbildung 6: RL Agent welcher in eines 3D digitalen Zwillings einer Roboterapplikation die Beplankung einer<br />

Holzwand erlernt. [Eigene Abbildung].<br />

6. IoT Feedback<br />

Im Rahmen der Machbarkeitsstudie aus [10] wurde deutlich, dass eine Steuerung des<br />

Roboters über einen KI-Agenten ohne Rückkopplung des physischen Roboters nur eingeschränkt<br />

möglich ist. Das Hauptproblem besteht darin, dass die Bewegungen des digitalen<br />

Zwillings aus Abbildung 6 exakt mit denen des physischen Roboters übereinstimmen müssen.<br />

Entscheidende Faktoren sind dabei sowohl die Geschwindigkeit beider Systeme als<br />

auch die Bewegungseinschränkungen des Roboters selbst.<br />

Falls der digitale Zwilling diese Faktoren nicht berücksichtigt, kann es dazu führen, dass er<br />

eine Positionsabweichung zum realen Roboter entwickelt. Da der digitale Zwilling keine<br />

physischen Einschränkungen wie Massenträgheit oder Beschleunigung besitzt, kann dieser<br />

Unterschied zunehmend größer werden. Überschreitet die Abweichung eine kritische<br />

Grenze, kann nicht mehr sichergestellt werden, dass die eigentliche Robotersteuerung dieselben<br />

Bewegungen ausführt wie der digitale Zwilling, da mit wachsender Distanz mehrere<br />

Bewegungsmöglichkeiten entstehen.<br />

Eine Lösung für dieses Problem ist die Implementierung eines Handshake-Verfahrens. Dabei<br />

bewegt sich der digitale Zwilling stets einen Schritt voraus. Erst wenn der reale Roboter<br />

die letzte Bewegung des digitalen Zwillings erreicht hat, plant der digitale Zwilling die<br />

nächste Bewegung. Die Abstände zwischen den beiden Systemen dürfen dabei nicht zu<br />

groß sein, um eine eindeutige Bewegungsbahn für beide sicherzustellen.<br />

Das Handshake-Verfahren basiert auf dem Internet of Things (IoT), über das die Achsrotationen<br />

der Robotersteuerung ausgelesen und mit den Achsrotationen des digitalen Zwillings<br />

abgeglichen werden. Sobald beide Werte übereinstimmen, können sowohl der digitale<br />

Zwilling als auch der physische Roboter zu ihrer jeweils nächsten Position übergehen.<br />

Dadurch wird eine hybride Steuerung ermöglicht, die mit der bestehenden Robotersteuerung<br />

kombiniert werden kann. Die einzige Voraussetzung für dieses Verfahren ist eine Datenbrücke<br />

in Form einer speicherprogrammierten Steuerung, die die Achsdaten des Roboters erfasst<br />

und sie über das Internet der Dinge dem digitalen Zwilling zur Verfügung stellt.<br />

216


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Keine Angst vor Robotertechnik: Programmierung vereinfacht durch I 5.0 | S. Böhm 9<br />

7. Diskussion und Ausblick<br />

Die Machbarkeitsstudien aus [9] und [10] haben prototypisch gezeigt, dass sich auch in der<br />

Holzbaufertigung komplexe Fertigungsaufgaben mithilfe von I5.0-Konzepten und -Technologien<br />

durch Automatisierungslösungen realisieren lassen – und das ohne eine aufwendige<br />

manuelle Roboterprogrammierung. Entscheidend für diesen Ansatz ist eine durchgängige<br />

Digitalisierungskette, die bereits im Designprozess ansetzt, sowie der Einsatz von Maschinellem<br />

Lernen, um eine vollautomatische Generierung der Roboterabläufe zu ermöglichen.<br />

Trotz des hohen Potenzials eines solchen I5.0-Ansatzes sind jedoch noch zahlreiche weitere<br />

Schritte erforderlich, um autonome Automatisierungslösungen für eine breite industrielle<br />

Anwendung nutzbar zu machen. Beispielsweise können die in [11] vorgestellten KI-Agenten<br />

derzeit nur einfache Aufgaben wie das Aufnehmen von Objekten (Pick) ausführen. Damit<br />

aktuelle KI-Methoden auch für anspruchsvollere Aufgaben wie die Wandbeplankung eingesetzt<br />

werden können, müssen sie in verschiedenen Testszenarien weiterentwickelt und optimiert<br />

werden.<br />

Auch im Bereich der digitalen Prozesskette sind weitere Forschungs- und Entwicklungsarbeiten<br />

erforderlich. Neben dem Handshake-Verfahren, das eine präzise Synchronisation<br />

der Bewegungen zwischen digitalem Zwilling und physischem Roboter sicherstellt, spielt<br />

auch die exakte Positionierung der Plattenmaterialien eine zentrale Rolle. Hierbei ist insbesondere<br />

die Identifikation der Materialien durch optische Sensorik entscheidend, um eine<br />

präzise und zuverlässige Automatisierung im Holzbau zu ermöglichen.<br />

Insgesamt konnten die Machbarkeitsstudien zeigen, dass auf Basis von I5.0, BIM und<br />

Künstlicher Intelligenz autonome Roboterapplikationen realisierbar sind. Dank selbstlernender<br />

Prozesse durch Maschinelles Lernen erfordern diese nur einen minimalen Konfigurationsaufwand<br />

und ermöglichen eine effiziente und flexible Automatisierung.<br />

8. Literaturangaben<br />

[1] Vollmer, M., Theilig, K., Takser, I., Reitberger, R. u. Lang, W.: Life cycle-based parametric<br />

optimization of buildings towards climate neutrality and its implications for environmental<br />

protection. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science 1196 (2023) 1, S. 12050<br />

[2] Bayerische Staatsregierung: Klimaschutz in Bayern. Regierungserklärung zum Klimaschutz<br />

21.07.2021 https://www.bayern.de/pdf/data/bayernde_65950.pdf<br />

[3] Heinzmann, A. u. Karatza, N. P.: Digitaler Prozess und Informationsfluss im Holz-bau. In:<br />

Automatisierung und Digitalisierung im Holzbau. Springer Vieweg, Wiesbaden 2022, S. 83–90<br />

[4] Fachkräftemangel in Deutschland: Befunde der WSI-Betriebs- und Personalrätebefragung.<br />

WSI Report Nr. 76, Ahlers, E. u. Quispe Villalobos, V., 2022<br />

[5] Böhm, S.-A.: AI Approaches to Optimize Human-Machine Collaboration in Manufacturing<br />

Facilities with IoT-Ready Machinery. 10th International Conference on the Internet of<br />

Things Companion. New York, NY, USA: ACM 2020, S. 1–5<br />

[6] Statista: Quote der genehmigten Wohngebäude in Holzbauweise in Deutschland bis 2023 |<br />

Statista, 2025. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/456639/umfrage/quote-dergenehmigten-wohngebaeude-in-holzbauweise-in-deutschland/,<br />

abgerufen am: 17.02.2025<br />

[7] Lattanzio, S., Goh, Y. M., Houghton, R., Garcia Lazaro, A. u. Newnes, L.: European Union<br />

Conceptualisation of Industry 5.0: Opportunities and Challenges for Transdisciplinary<br />

Engineering. In: Transdisciplinarity and the Future of Engineering. IOS Press 2022,<br />

S. 717–726<br />

[8] Yin, X., Liu, H., Chen, Y. u. Al-Hussein, M.: Building information modelling for off-site<br />

construction: Review and future directions. Automation in Construction 101 (2019), S. 72–91<br />

[9] Nicolas Fürst, Sebastian Bitzan, Janis Bardon, Johannes Middelberg, Josef Luge, Stefan<br />

Böhm: Digitale Planung für nachhaltigen Holzbau, 2024.<br />

https://www.digiress.de/projekte/DP4NH, abgerufen am: 17.02.2025<br />

[10] Stefan Böhm, Daniel Schultz, Sebastian Bitzan, Lucas Heider, Lars Jonas, Fabian Riß:<br />

Efficient Timber Construction: Application of Cyber-Physical Systems for Batch Size One<br />

Manufacturing. 26th International Wood Machining Seminar, Florence, Italy 2025<br />

[11] Kumar, V., Hoeller, D., Sundaralingam, B., Tremblay, J. u. Birchfield, S.: Joint Space<br />

Control via Deep Reinforcement Learning. 2021 IEEE/RSJ International Conference on<br />

Intelligent Robots and Systems (IROS). IEEE 2021, S. 3619–3626<br />

217


218


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Transformation in Richtung Additive im Holzbau | A. Kawalla-Nam 1<br />

Transformation in Richtung<br />

Additive im Holzbau<br />

Dr. Alexander Kawalla-Nam<br />

Reichenbacher Hamuel GmbH<br />

Dörfles-Esbach, Deutschland<br />

219


2<br />

Transformation in Richtung Additive im Holzbau | A. Kawalla-Nam<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Transformation in Richtung Additive im Holzbau | A. Kawalla-Nam 3<br />

Transformation in Richtung<br />

Additive im Holzbau<br />

Die Holzindustrie steht vor einer bemerkenswerten Transformation, die durch die Integration<br />

von additiven Fertigungsverfahren, insbesondere dem 3D-Druck, vorangetrieben wird.<br />

Traditionell eine der konservativsten Industrien, wird der Holzsektor zunehmend von den<br />

Potenzialen der additiven Fertigung und deren Kombination mit konventionellen Bearbeitungsverfahren<br />

beeinflusst. Als Sondermaschinenbauer von CNC-Bearbeitungszentren und<br />

3D-Drucksystemen versteht die Reichenbacher Hamuel GmbH die Herausforderungen und<br />

Chancen dieser Entwicklung und positioniert sich als ein Unternehmen, das mit den neuesten<br />

Technologien Schritt hält und an die Zukunft der Holzverarbeitung denkt.<br />

Im Zentrum dieser Transformation steht die Möglichkeit, Designfreiheit und maßgeschneiderte<br />

Produkte in der Holzverarbeitung zu realisieren. Der additive Fertigungsprozess ermöglicht<br />

es, komplexe geometrische Strukturen zu fertigen, die mit traditionellen Verfahren<br />

nicht oder nur mit erheblichem Aufwand realisierbar wären. Die Integration von 3D-Druck in<br />

den Produktionsprozess bietet nicht nur mehr Flexibilität im Design, sondern auch eine deutliche<br />

Verkürzung der Produktionszeiten und eine Reduzierung von Materialabfällen.<br />

Gleichzeitig steht der 3D-Druck im Holzsektor nicht isoliert, sondern wird zunehmend mit<br />

traditionellen Bearbeitungsverfahren kombiniert. CNC-Bearbeitungszentren, die auf Holz,<br />

Verbundwerkstoffe und Aluminium ausgelegt sind, bieten eine ideale Ergänzung zu den<br />

neuen Technologien, indem sie eine effiziente Nachbearbeitung von 3D-gedruckten Teilen<br />

ermöglichen und so die Präzision und Qualität der Endprodukte sichern. Diese hybride Fertigungsmethode<br />

fördert die Produktion von innovativen, maßgeschneiderten Produkten,<br />

die durch ihre Funktionalität und Ästhetik überzeugen.<br />

Die Reichenbacher Hamuel GmbH verfolgt diesen Ansatz kontinuierlich weiter, indem sie<br />

ihre Maschinenpalette für den 3D-Druck erweitert und dabei die traditionellen Fertigungsprozesse<br />

berücksichtigt. Als Unternehmen, das sowohl in der CNC-Bearbeitung als auch im<br />

Bereich der industriellen 3D-Drucksysteme tätig ist, strebt Reichenbacher Hamuel danach,<br />

die Holzindustrie mit modernen Lösungen für die additive Fertigung zu transformieren. Die<br />

kontinuierliche Weiterentwicklung dieser Technologien wird als Schlüssel angesehen, um<br />

die Wettbewerbsfähigkeit und Innovationskraft der Holzindustrie zu stärken und einen<br />

nachhaltigen Beitrag zur Industrie 4.0 zu leisten.<br />

221


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3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid 1<br />

Fassadenproduktion mit Robotern:<br />

Von der Planung bis zur Umsetzung<br />

Dario Schmid<br />

ERNE AG Holzbau<br />

Laufenburg, Schweiz<br />

223


2<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

224


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid 3<br />

Fassadenproduktion mit Robotern:<br />

Von der Planung bis zur Umsetzung<br />

1. Einleitung<br />

Der Holzbau im Bereich Modul- und Elementbau setzt auf einen hohen Vorfertigungsgrad<br />

in der Produktion. Dadurch sollen Risiken auf der Baustelle vermieden und neue Chancen<br />

im Werk gefördert werden. Der Planungsaufwand wird verkürzt und das trotz zusätzlicher<br />

Variantenvielfalt und architektonischem Design. Das äußerliche Erscheinen erfolgt über die<br />

Fassaden Verkleidung. Daher bieten sich in diesem Teil des Modul- und Elementbaus weitere<br />

Möglichkeiten, um sich abzuheben.<br />

1.1. Bedeutung von Holzfassaden<br />

Die Lösungen für Fassaden Verkleidungen und dessen Möglichkeiten sind enorm vielfältig.<br />

Ebenfalls die Funktionen der Fassade sind je nach Anforderungen veränderbar. Wesentliche<br />

Faktoren, die für die Funktion der Fassade entscheidend sind, können Sonneneinstrahlung,<br />

Energiegewinnung, Witterungsbeständigkeit, Sicherheitsanforderungen und Ästhetik bedeuten.<br />

Meist verbreitet und im Einsatz sind horizontale und vertikale Fassaden Schalungen. Bei<br />

den Fassaden mit einzelnen Latten entsteht zwischen den einzelnen Decklatten ein gewisser<br />

Abstand. In diesem Zwischenraum kann die Luft zirkulieren, was bei der Fassade einen<br />

weiteren Einflussfaktor für den Holzschutz, aber auch für die Wand dahinter bietet.<br />

Die unterschiedliche Fertigungsart der Fassade und die verschiedenen Konstruktionen der<br />

Gebäude haben dennoch große Gemeinsamkeiten, die zusammengefasst betrachtet werden<br />

können. Die Form, Farbe oder Holzrichtung kann unterschiedlich sein, aber der Einsatz von<br />

Holzfassaden ist immer ähnlich.<br />

Die Modul- und Elementbauten sind stark durch die Trends der aktuellen Zeit geprägt.<br />

Große Fensterflächen, schlanke Dachvorsprünge und schlichte Wandflächen sind durch den<br />

Modul- und Elementbau zu verzeichnen. Vom Erscheinungsbild ist klar das Design hervorgehoben<br />

und weniger die technischen Aspekte, die eingesetzt wurden. Nebst dem Design<br />

ist Nachhaltigkeit, Systemtrennung und Raumgewinnung in der Höhe extrem wichtig für<br />

die Gesellschaft und auch für das Überleben der Unternehmen.<br />

1.2. Einsatz von Robotern im Holzbaubereich<br />

Die Produktion von Wand-, Decken- und Boden- Elementen kann schon mit mechanisierten,<br />

teilautomatisierten oder vollautomatisierten Anlagen von statten gehen. Dafür sind Portalbrücken<br />

oder auch Portalroboter im Einsatz. Dabei übernehmen die Anlagen verschiedene<br />

Aufgaben, die zur Effizienzsteigerung und auch zur Qualitätssicherung beitragen.<br />

225


4<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Bearbeitungsbrücke:<br />

Mechanisierte Bearbeitungsbrücken können wesentliche Arbeiten in der Holzbearbeitung<br />

übernehmen. Transport von Elementen, Ausfräsungen und Klebstoffauftrag in 2-Dimensionaler<br />

Ebene werden durchgeführt. Beispiel ist eine Weinmann Bearbeitungsbrücke.<br />

Portalroboter:<br />

Durch die Integration einer Robotersteuerung können auch 3-Dimensionale Objekte in verschiedenen<br />

Ebenen und Flächen bearbeitet und bewegt werden. Die parametrische Fertigung<br />

wird dadurch möglich. Beispielobjekt ist das ETH Dach in Zürich. Dahinter steckt ein<br />

erheblicher Datenfluss und durch die Größe der Anlage ist die Sicherheit und Bedienung<br />

von zentraler Bedeutung.<br />

Industrie Knickarmroboter:<br />

Der Einsatz von Knickarmrobotern mit oder ohne externer Achse ermöglicht die gleichen<br />

Funktionen wie ein Portalroboter. Dabei werden dabei aber weitere flexible Anwendungsbereiche<br />

und räumliche Gestaltungsvarianten ermöglicht. Auf engerem Raum können Arbeitsschritte<br />

präzise zueinander abgestimmt und mehrere Arbeitsschritte parallel ausgeführt<br />

werden. Die Produktionsanlage wird noch spezifischer dem Fertigungsfluss angepasst. Unten<br />

im Bild eine Produktion von Stampflehmelementen mit Industrierobotern.<br />

226


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid 5<br />

2. Herausforderungen bei der Fertigung von<br />

Holzfassaden mit Robotern<br />

2.1. Materialeigenschaften und dessen Umgang<br />

Anisotropie von Holz: Holz ist ein natürlicher Werkstoff mit variabler Struktur, was sich auf<br />

seine mechanischen Eigenschaften und die Verarbeitbarkeit auswirkt. Unterschiede in der<br />

Festigkeit und Dichte müssen bei der Planung berücksichtigt werden, um eine gleichbleibende<br />

Qualität zu gewährleisten. Formveränderung über die Zeit bei gleichen Dimensionen<br />

müssen berücksichtigt werden.<br />

Ungleichmäßigkeiten im Holz oder auf der Oberfläche führen zu einer anderen Verarbeitung<br />

des Materials.<br />

Feuchtigkeitsverhalten: Holz reagiert empfindlich auf Feuchtigkeit, was zu Verformung,<br />

Schimmelbildung und strukturellen Schwächen führen kann. Daher sind strikte Kontrollen<br />

der Luftfeuchtigkeit und Schutzmaßnahmen vor und nach der Produktion essenziell.<br />

Alterung und Haltbarkeit: Im Vergleich zu traditionellen Baumaterialien wie Stahl und<br />

Beton erfordert Holz besondere Maßnahmen zur Langlebigkeit und Schutzbehandlung, um<br />

eine dauerhafte Beständigkeit zu sichern. Dadurch ist der Einsatz von korrektem Holzschutz<br />

und Verbundmaterialien von großer Bedeutung.<br />

Bei Fassaden Materialien können wesentliche Unterschiede festgestellt werden.<br />

2.2. Logistische und verarbeitungstechnische Komplexität<br />

Transport und Vorfertigung: Die Vorfertigung von großen Holzelementen stellt Anforderungen<br />

an Transport und Handling. Der Transport muss so organisiert werden, dass die<br />

Elemente unbeschädigt und im optimalen Zustand auf der Baustelle ankommen.<br />

Abgebundene und zugeschnittene finale Materialien den Robotern bereitzustellen, ist eine<br />

Herausforderung, die nicht mit einer Lösung bewältigt werden kann. Schraubmittel in loser<br />

Form zu transportieren und dem Schrauber zentriert vorzulegen, erfordert hohe präzise<br />

Abstimmung beim Fördern und sortieren der Schrauben.<br />

Die Erkennung von Holzeigenschaften wie Äste, Druckholz, Harzgallen und Risse sind<br />

schwer zu erkennen. Die korrekte Fallanwendung und Lösung in jedem Erscheinen zu definieren,<br />

erfordert ein großes Wissen in der Anwendung. Dieses der Maschine beizubringen,<br />

erfordert stabile Umgebung und Datenqualität.<br />

Fertigungstechnik: Verschieden Hebemittel wie Vakuum, Backengreifer oder Zangen<br />

können zum Halten, Transportieren oder Verbinden eingesetzt werden. Wegen Materialeigenschaften<br />

und produktspezifischen Anforderungen kann nicht nur auf ein Mittel gesetzt<br />

werden. Verschieden Tools für mehrere Anwendungen sorgen für erhöhte Anlagenkomplexität<br />

und Abstimmung.<br />

227


6<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Unterschiedliche Materialien in verschiedenen Dimensionen in der korrekten Reihenfolge<br />

zur richtigen Zeit an Ort und Stelle zu haben, ist eine bekannte Herausforderung, die sich<br />

beim Einsatz von robotischen Fertigungsanlagen verschärft. Vom rechten Bild mit Stapel<br />

zum fertigen Element.<br />

2.3. Datenqualität und zuverlässiger Datentransfer<br />

Digitale Planung: Von der architektonischen Skizze bis zum 3D konstruierten Datenmodell<br />

müssen alle Informationen vorhanden und angepasst werden. Die präzise Definition von<br />

abgestimmten Attributen und Ausrichtungen der Modelle erfordert eine hohe Kenntnis und<br />

einen erhöhten Zeitaufwand in der Konstruktion.<br />

Kontrolle der Daten: Die Daten auf Richtigkeit zu prüfen, erfordert detaillierte manuelle<br />

Arbeit. Zusammen mit Kontrollpunkten im 3D Modell oder mit weiteren Programmen oder<br />

programmierten Codes wird dies unterstützt, jedoch können nicht immer alle Bedingungen<br />

fehlerfrei kontrolliert und erkannt werden. Die Korrektur erfordert weitere Abstimmung<br />

und Zeit. Unten zu sehen die Kontrolle im 3D Model.<br />

Datenfluss: Anlagen, die aufgebaut werden, erfordern eine genaue Abstimmung der<br />

Möglichkeiten des Datenaustausches. Nicht alle Programme oder Softwares benötigen<br />

das gleiche Format. Das bedeutet die Schnittstellen vom 3D Model bis zur Bedienung der<br />

Anlage müssen durchgängig sein. Die Lesbarkeit der Daten sowie die Informationen, die<br />

verarbeitet oder zurückgegeben werden können, sind dabei entscheidend.<br />

228


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid 7<br />

3. Umsetzung und Erkenntnisse<br />

3.1. Produktionsanlage und Vorrichtungen<br />

Eckdaten der Anlage:<br />

Fassadentyp aus Holz: Horizontale-, Vertikale-, Geschlossene-, Offene-, Falzschalung,<br />

3-dimensionale Fassaden<br />

Erscheinungsbild: Nicht sichtbare Verbindungsmittel (von der Rückseite verschraubt)<br />

Dimension der Bearbeitungsfläche für Elemente: 6m x 2.5m<br />

Anlagenfläche: 16m x 7m<br />

Anzahl Roboter: 4 Stück<br />

Kapazität: 0.05 h/m2 reine Bearbeitung<br />

Anlagenübersicht: Die Anlage basiert auf der Aufteilung der Arbeitsschritte. Dabei können<br />

die Zykluszeiten aufgeteilt und abgestimmt werden. Roboter holen, platzieren, befestigen<br />

und stapeln Holz und Elemente in der Zelle auf und ab. Die Überwachung, sowie die Qualitätssicherheit<br />

wird über den Anlagenbediener/in gelöst.<br />

Vorrichtungen: Während dem Fertigungsprozess werden verschiedene mechanische<br />

Systeme eingesetzt, die zur Genauigkeit und Präzision der Fertigung beitragen. Zentriervorrichtung<br />

und Magazin für die Fassadenlatten.<br />

229


8<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid<br />

3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Greifer: Die Greifer sind mit Schnellwechselkupplungen ausgestattet, so dass jede Aufgabe<br />

erfolgen kann. Die Tools sind in verschiedenen Ausführungen für verschieden Dimensionen<br />

und Anforderungen ausgestattet.<br />

Sicherheit und Überwachung: Die Sicherheit und die Überwachung der Anlage fällt unter<br />

die Maschinenrichtlinie und ist daher vollständig abgesichert. Die Anlage ist mit festen Absperrungen<br />

abgetrennt und verfügt über keine kollaborativen Bereiche. Die Überwachung<br />

findet hauptsächlich bei der Kollisionsgefahr ihre Anwendung, wenn mehrere Roboter miteinander<br />

in überschneidender Art arbeiten. Das Zusammenspiel von mechanischen und<br />

softwaretechnischen Sicherheitsvorkehrungen und Begrenzungen sind dabei entscheidend.<br />

230


3. Internationaler Kongress HTW 2025<br />

Fassadenproduktion mit Robotern: Von der Planung bis zur Umsetzung | D. Schmid 9<br />

3.2. Datentransfer und Abstimmungen<br />

Bei der Anlage sind verschiedene Generationen von Software und datenverarbeitenden<br />

Systemen im Einsatz. Mehrere Stationen und Rechner benötigen zeitgleich ihre spezifischen<br />

Daten. Gewisse Arbeitsbereiche und Routinen bleiben identisch und können fest programmiert<br />

werden. Im Gegensatz werden projektspezifische Daten und Parameter immer<br />

wieder auf verschiedenen Files ausgegeben und noch mit höheren Programmiersprachen<br />

modelliert.<br />

Die Daten können mit der Netzwerkverbindung (ein Anlagennetzwerk) geteilt und auch<br />

hochgeladen werden. Informationen und Überwachungen können auch über dieses zurückgespielt<br />

werden. Die Produktionsdaten werden auch lesbar und anwendbar für den Anlagenbediener/in<br />

bereitgestellt.<br />

3.3. Erfolge und Wissen<br />

Durch die Erkennung der Systematik in den Fassaden von unterschiedlichen Projekten<br />

können wichtige Parallelen sowie wesentliche Unterschiede herausgelesen werden. Diese<br />

Hinweise richtig zu interpretieren und dann anzuwenden, ist von erheblicher Bedeutung.<br />

Dadurch konnten die Rahmenbedingungen für die Anlagenkonfiguration geschaffen und<br />

sauber umgesetzt werden.<br />

Die Durchgängigkeit des Prozesses von der 3D Planung bis zur Umsetzung mit einer eigen<br />

konstruierten Produktionsanlage ist auch der Planungsprozess und die Arbeitsweise verbessert<br />

worden und daher auch die Anwendung von LEAN eingeflossen.<br />

Dabei ist auch die Erkenntnis des Datenmanagements sehr entscheidend und kann auch<br />

für weitere Bereiche einfließen. Die Daten die gesammelt und generiert werden, können<br />

und müssen auch genutzt und dann wieder als Rückmeldung zurückgesendet werden.<br />

Die Anlage zeigt eine Möglichkeit wie mit den materiellen und prozesstechnischen Herausforderungen<br />

umgegangen werden kann. Sehr stark erkennbar sind die aktuellen Grenzen,<br />

was das Handling und die Bearbeitung mit dem Material anbelangt. Es gibt Schritte in<br />

einem Fertigungsprozess die lassen sich einfacher automatisieren als andere, daher sollten<br />

erst diese behandelt werden. Es braucht keine vollautomatische Anlage. Eine stückweise<br />

automatisierte Anlage in einem Prozess kann schon zu erhöhten Erfolgen führen.<br />

Die erstellte Anlage zeigt mit welchen Mitteln und mit welcher Art die Produktion unterstützt<br />

werden kann. Durch diesen Fortschritt kann dem Fachkräftemangel entgegengewirkt<br />

werden und kann zur Effizienzsteigerung beitragen.<br />

An dieser Stelle ein großes Dankeschön und herzliche Gratulation an alle Projektbeteiligten.<br />

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über den gesamten Bauablauf und erspart dem<br />

Handwerker zusätzliche Arbeitsschritte und Zeit.<br />

Damit ist sie die ideale Abdichtung während der<br />

Bauzeit, ob für einfache oder herausfordernde<br />

Holzbauprojekte.<br />

Stick with us.<br />

siga.swiss


INNOVATIVE LÖSUNGEN<br />

TRAGWERKSPLANUNG<br />

ENTWICKLUNG<br />

ENGINEERING<br />

PRODUKTION<br />

ENGINEERING<br />

WER WIR SIND<br />

• Deutscher Schraubenhersteller mit<br />

eigenem Engineering-Büro<br />

• Engineering von Detailentwicklung<br />

bis zur Statikausführung<br />

DEINE VORTEILE<br />

• Systementwicklungen im rückbaubaren<br />

Holzbetonverbund-Bereich<br />

• Ganzheitliche Beratung von der Idee bis<br />

zu den fertigen Projekten<br />

SWG Schraubenwerk Gaisbach GmbH<br />

Eisenbahnstraße 18, 76761 Rülzheim // +49 7942 9472-610<br />

info@swg-engineering.de // www.swg-engineering.de


Strobl Bau - Holzbau GmbH. Weiz AT<br />

Sie wünschen,<br />

Wir bauen.<br />

TechnoWood AG<br />

der Maschinenbauer für‘s Holz<br />

Unsere Lösungen:<br />

• TW-Concept Line<br />

Die Fertigungslinie<br />

• TWOODS Line<br />

Das Vollholzsystem<br />

• TW-Agil<br />

Das Abbundcenter<br />

Hier erfahren Sie<br />

mehr über die<br />

TW-Lösungen.


Pritschen und<br />

Ladehilfen<br />

mieten.<br />

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Flexibilität kannst Du ab jetzt auch mieten.<br />

Ganz ohne Invest und bequem in unserem<br />

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STRATTURA<br />

Brettstapelholz:<br />

Die nachhaltige und intelligente<br />

Wahl für moderne<br />

Bauprojekte.<br />

Mit Schweizer Holz und innovativer Technologie<br />

vereint es ökologische Vorteile, hohe Tragfähigkeit<br />

und ästhetische Qualität – die perfekte Lösung für anspruchsvolle<br />

Bauvorhaben.<br />

Strattura ist ein hochwertiges Brettstapel-Element,<br />

speziell entwickelt für den Bau von Holz- und Holz-Beton-Verbunddecken.<br />

Gefertigt aus Schweizer Holz, überzeugt<br />

es durch seine Regionalität, Umweltfreundlichkeit<br />

und minimale Leimverwendung.<br />

Die kurzen Transportwege und der nachhaltige Rohstoff<br />

machen Strattura zur idealen Wahl für ökologisches<br />

Bauen.<br />

Erhältlich in vier Varianten, darunter eine mit integrierter<br />

Akustikdämmung, bietet Strattura höchste<br />

Flexibilität. Die Elemente sind bis zu 12 Meter lang und<br />

2,5 Meter breit, sofort verfügbar und können auf Mass<br />

gefertigt werden. Dank präziser CNC-Bearbeitung sind<br />

selbst grossformatige Sonderlösungen problemlos umsetzbar.<br />

Setzen Sie auf Strattura – die nachhaltige, effiziente<br />

und vielseitige Lösung für moderne Deckenkonstruktionen!<br />

Strüby produziert die Roh-Elemente, während Balteschwiler<br />

die gesamte Abwicklung, von der Bestellung über<br />

die Bearbeitung bis hin zur Lieferung, übernimmt.<br />

Mit einem der grössten Abbundcenter der Schweiz verfügen<br />

wir über die nötigen Kapazitäten, um Ihr Projekt<br />

zum Erfolg zu führen.<br />

www.balteschwiler.ch


VAKUUMSORTIERROBOTER<br />

Ideal für den Holzbau ...<br />

... blitzschnell und bärenstark ...<br />

... für Stangen- und Plattenhandling!<br />

Balz Maschinen AG<br />

Obermattweg 11<br />

CH 3550 Langnau i. E.<br />

info@balz-maschinen.ch<br />

+41 34 409 02 02


Der zuverlässige Partner für innovative<br />

Hebelösungen im modernen Holzbau<br />

Barbaric-Produkte stehen für vielseitige und maßgeschneiderte Lösungen, die den unterschiedlichsten<br />

Anwendungen und speziellen Anforderungen im modernen Holzbau gerecht werden.<br />

Innovation und Effizienz stehen dabei stets im Fokus.<br />

Für den sicheren Transport und die präzise Platzierung von Massivholz<br />

Automatisierte Lagerlösungen für die effiziente Ein- und Auslagerung von BSH- und KVH-Stangen<br />

in ein- oder mehrgeschossigen Anlagen<br />

Schneller und sicherer Einbau von Fenstern<br />

und Türen in Holzbauwänden<br />

Mit unserem lastgeführten Glasheber kann eine<br />

einzelne Person Fenster auch in höheren Bereichen<br />

einfach und präzise positionieren – für einen<br />

effizienten und sicheren Einbau<br />

Kontaktieren Sie uns jetzt und heben Sie Ihren<br />

Holzbau auf das nächste Level!<br />

Qualität ‚Made in Austria‘<br />

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3D CAD/CAM<br />

Die 3D-CAD/CAM Referenz im Holzbau<br />

Unter den Konstruktionsprogrammen ist cadwork die treibende Kraft, wenn es um die<br />

Entwicklung und Unterstützung neuester Maschinentechnologien geht.<br />

Aus dem digitalen Gebäudemodell werden Produktionsdaten auf einzigartig<br />

einfache Weise abgeleitet. Aufwändige Stammdaten sind unnötig.<br />

cadwork ist leicht zu erlernen - schon nach zwei Tagen<br />

Einführungsschulung können Sie mit ihren eigenen Projekten<br />

starten.<br />

cadwork hat eine konkurrenzlos einfache Modulstruktur<br />

und ist kostengünstig - selbst mit dem Holzbaupaket<br />

können Sie jede Konstruktion und jedes Projekt<br />

schnell und ohne Einschränkungen erstellen, Listen<br />

und Pläne ausgeben.<br />

3D CAD/CAM Technology Leader<br />

cadwork is a driving force among design software when<br />

it comes to developing and supporting the latest machine<br />

technologies.<br />

Part data is uniquely and easily derived from the digital building<br />

model. Complex master data is not needed.<br />

cadwork is easy to learn. After two days of initial training, you can start<br />

working on your own designs.<br />

cadwork has an unrivalled simple modular structure and is cost efficient. With<br />

the ProBuild package you can quickly design any project, and output lists and shop<br />

drawings, without limits.<br />

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MEHR LAGERPLATZ, SICHERHEIT UND<br />

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Combilift ist die perfekte Lösung für die Modul- und Holzbauindustrie.<br />

Unsere Mehrwege- und Seitenstapler, Mobile Portalhubwagen und Portalkräne eignen sich perfekt<br />

für den Transport großer oder sperriger Produkte und ermöglichen es Ihnen, Ihre Lagerhaltung,<br />

Effizienz und Sicherheit zu maximieren.<br />

KONTAKTIEREN SIE UNS NOCH HEUTE<br />

Um mehr darüber zu erfahren wie Combilift Ihnen helfen kann, jeden Zentimeter Ihres Lagers zu<br />

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+353 (0) 800 000 5764<br />

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Dämmen mit Holzfaser: Das ist die Zukunft. Gutex macht Ihnen das Dämmen<br />

mit Holzfaser so einfach wie möglich. Mit ökologischen Holzfaserdämmstoffen<br />

und Systemen für Dach, Fassade und Ausbau, auf dem modernsten Stand<br />

der Technik und klimafreundlich gefertigt – und zukunftsfähigen Lösungen<br />

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Innendämmsystem<br />

Thermowall WDVS<br />

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ROBOT-Compact 650<br />

Klein im Format – groß in der Leistung!<br />

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Ihre Vorteile:<br />

• Für Querschnitte von 20 x 60 mm bis 300 x 650 mm<br />

• Mit patentiertem und bewährtem Robot-Aggregat für allseitige 6-Achs-Bearbeitung<br />

• Werkzeugwechsler für bis zu 28 verschiedene Werkzeuge<br />

• Geringes Aufstellmaß ohne bauliche Maßnahmen auf Ihrem Hallenboden,<br />

ab 17,5 m x 5,8 m bei 8 m Holzlänge<br />

• Präzision und Leistung sinnvoll kombiniert<br />

Professioneller Abbund - wirtschaftlich und flexibel!


„die perfekte Lösung für<br />

vorgefertigte Fenster- und<br />

Türenmodule“<br />

Flexibel in Abmessung und Ausführung<br />

Alle Fenstertypen möglich<br />

Einfache Bestellung über Öffnungsmaß<br />

Einfache und schnelle Montage durch<br />

komplette Vorfertigung<br />

Fertige Leibungen inkl. Putzanschlußprofilen<br />

Zweite wasserführende Ebene inkl. Putzanschlußprofil<br />

IFT geprüfte schlagregendichte Ausführung<br />

IFT geprüfte Absturzsicherung in Glas oder<br />

Stahl möglich<br />

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Holzbau | Türen | Fenster | Möbel<br />

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• Höchste Präzision stabiler und masshaltiger Schnitt<br />

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Maßgeschneiderte Holzlösungen für moderne<br />

Anforderungen aus einer Hand<br />

Rema Holzfassade<br />

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für Boden, Wand und Decke - bei Neubau (Massiv / Holz) und Sanierung 20 JA<br />

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Senkung der Richtzeiten<br />

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innovativ ökologisch regional<br />

Wolf Bavaria GmbH - ist seit 2004 ein erfolgreiches, innovatives und<br />

expandierendes Unternehmen welches Systemlösungen für den Holz-,<br />

Massiv- und Trockenbau anbietet. Dabei bildet die Verwendung von<br />

nachhaltigen Rohstoffen regionaler Herkunft sowie die Entwicklung<br />

rückbaubarer Systeme die Grundlage all unserer Aktivitäten.<br />

Wolf Bavaria GmbH<br />

Gutenbergstraße 8<br />

91560 Heilsbronn<br />

Germany<br />

Kontakt<br />

Tel.: +49 (0) 9872 953 98 0<br />

Fax: +49 (0) 9872 953 98 - 11<br />

Email: info@wolf-bavaria.com<br />

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Automation & Handwerk<br />

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Maschinentechnik für den Holzbau<br />

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Holzrahmenbau<br />

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Vertrieb FORUM HOLZBAU<br />

Bahnhofplatz 1, 2502 Biel/Bienne, Schweiz<br />

T +41 32 372 20 00<br />

info@forum-holzbau.com, www.forum-holzbau.com<br />

ISBN 978-3-906226-73-6

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