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Industrie 4.0

Architektur in Zeiten der digitalen Transformation

Kaum eine andere Bauaufgabe ist in Zeiten der digitalen Transformation so stark von Veränderungen betroffen wie Industrie, Gewerbe, Logistik. Hochgradig automatisierte Prozesse, Künstliche Intelligenz und die Vision vom autonomen Fahren prägen Herstellungsverfahren, Lagerung und Distribution. Professor Jan R. Krause von der Hochschule Bochum befasst sich mit der Frage, welche Herausforderungen, welche Veränderungen das für Architektur und Stadt mit sich bringen wird.

Deutschland gilt nicht nur als Export-Weltmeister, sondern auch als Logistik-Weltmeister und ist der zentrale Umschlagplatz für Waren in Europa. Der deutsche Lager- und Logistikmarkt hat im Jahr 2018 mit einem bundesweiten Flächenumsatz von sieben Millionen Quadratmetern einen neuen Rekordwert erreicht. Das Ergebnis liegt sieben Prozent über dem Wert des Vorjahreszeitraums und hat sich in zehn Jahren verdoppelt, wie einer Analyse des globalen Immobiliendienstleisters CBRE zu entnehmen ist. Moderne Hallen mit gut ausgebauter Infrastruktur boomen. Moderne Logistik wiederum geht mit wachsender Automatisierung und Digitalisierung einher, heute schon in vollautomatisierten und digitalisierten Hochregallagern erlebbar. Auf der A9 zwischen München und Nürnberg rollen bereits die ersten führerlosen LKWs.

Digitaler Zwilling
Die Zukunft des autonomen Fahrens und der ferngesteuerten Zustellung von Waren per Drohne eröffnet ungeahnte Perspektiven für Effizienzsteigerung und Optimierung. Noch ist es nicht ganz so weit. Aber hochentwickelte Produktions- und Logistikprozesse wecken schon heute Erwartungen an die Funktionalität der Architektur und an die Professionalisierung integraler Planungsprozesse. In keinem anderen Bereich der architektonischen Planung wird die Forderung nach dem „Digitalen Zwilling“ so lautstark erhoben wie im Industriebau. Die Vorstellung von Planung und Hausbau nach Methoden der industriellen Fertigung mit der Losgröße 1 scheint in erreichbare Nähe gerückt. Von „Industrie 4.0“ lernen heißt, dass Architektur „industriell” wird – jedoch ohne dabei in die Monotonie gestaltloser Systembauten zu verfallen. Denn „Industrie 4.0“ ist nicht gleichzusetzen mit Industriearchitektur 08/15. Im Gegenteil: Gerade die wachsende Komplexität erfordert Expertise, Knowhow, Erfahrung und Kreativität des Architekten. Komplexität lässt sich – auch oder gerade in Zeiten digitaler Transformation – nicht reduzieren. Es braucht Architekten und interdisziplinäre Teams als Vordenker, um Komplexität beherrschbar zu machen.

Konversion: Elbphilharmonie in Hamburg von Herzog de Meuron.

Mehr als zwei Leben
Die meisten Gebäude haben mehr als zwei Leben. Dies vorzuempfinden und in der Planung funktional und gestalterisch zu berücksichtigen ist eine der wichtigsten Zukunftsaufgaben von Architekten. Die eindimensionale Programmierung eines Gebäudes auf reine Funktionserfüllung für einen einzigen Nutzungszweck ist längst nicht mehr zeitgemäß und schon gar nicht nachhaltig. Immer kürzer werden die Produktlebenszyklen von Gebrauchsgegenständen, immer größer die Anforderungen an Flexibilität und Anpassbarkeit von Herstellungsverfahren. Change Management gilt nicht mehr nur für die moderne Unternehmensführung, sondern insbesondere für Produktion und Logistik. Manche Geschäftsmodelle, für die heute moderne Gewerbebauten errichtet werden, wird es in der nächsten Generation schon nicht mehr geben. Die Gebäude stehen dann aber immer noch und wollen einer neuen Nutzung zugeführt werden.
In der Geschichte der Industriearchitektur gibt es zahlreiche gelungene Beispiele für die erfolgreiche Umwidmung industrieller und infrastruktureller Großprojekte, bei­spiels­weise von Kraft- und Umspannwerken zu Veranstaltungsorten, von Bahnhofshallen zu Museen, von Lagerhäusern zu Lofts. Auch einer der spektakulärsten Kulturbauten jüngster Zeit – die Elbphilharmonie in Hamburg von Herzog de Meuron – steht auf einem Speichergebäude, das über die Jahre zu einem markanten und nicht mehr wegzudenkenden Stadtbaustein der Hafenstadt geworden ist. Grundlage für das Gelingen solcher Konversion ist stets eine leistungsfähige, identitätsstiftende und somit erhaltenswerte Architektur.

Fünf wesentliche Trends lassen sich in Industrie- und Gewerbearchitektur erkennen:

1. Nachhaltigkeit
Nachhaltigkeit und Energieeffizienz spielt in Logistik und Industriebau eine immer größere Rolle. Es entstehen „klimaneutrale“ Logistikimmobilien und CO2-neutrale Logistikzentren. Als eine der ersten Logistikimmobilien erhielt das Logistikzentrum „Multicube“ im Rhein-Main-Gebiet eine Zertifizierung der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) in Platin. Formal auf grüner Wiese etwas uninspiriert dem Prinzip „quadratisch – praktisch – gut“ folgend, ist es in bautechnischer und energetischer Hinsicht mit großer Photovoltaikanlage auf dem Dach offenbar beispielhaft. Unter allen Nachhaltigkeitsaspekten ist aber das Kriterium der baukulturellen Relevanz das entscheidende. Technische, klimatische, auf Ökologie und Energieeffizienz ausgerichtete Maßnahmen lassen sich entsprechend neuer Erkenntnisse, veränderter Gesetzgebung und innovativer technologischer Möglichkeiten meist anpassen und nachrüsten. Aber die substanziellen architektonischen Fragen zu Kontext, Konzept, Typologie, Struktur, Statik, Konstruktion, Materialität, funktionaler Flexibilität, baukultureller und damit gesellschaftlicher Relevanz müssen ganz zu Beginn und mit großer Weitsicht geklärt werden. Das werden bei aller Begeisterung für Künstliche Intelligenz in Planungsprozessen bis auf Weiteres nur gut ausgebildete Architekten leisten können.

Mehrgeschossig: Logistic Republic in Taichung von Che Fu Chang Architects.
Logistic Center im chinesischen Changchun von schneider+schumacher.

2. Mehrgeschossiger Industriebau
Angesichts knapper Flächenressourcen in einem hochverdichteten Land und angesichts der Topographie manch industriestarker Regionen in Deutschland wird verdichteter, mehrgeschossiger Industriebau ein Thema. Was für Produktionsprozesse eine Herausforderung aber mittels Prozessmanagement und Fördertechnologie eine attraktive Option geworden ist, erreicht mittlerweile auch die Logistikbranche. „Multi-Level-Logistik-Immobilien“ bereichern als neue Typologie die bislang weitgehend eingeschossig organisierte Logistiklandschaft. Bemerkenswerte Beispiele erreichen uns hierzu aus Ländern, in denen Mehrgeschossigkeit eine größere Selbstverständlichkeit ist als hierzulande, wie das Gebäude für ALP Logistic Republic im taiwanesischen Taichung von Che Fu Chang Architects. Auch deutsche Büros sind im Logistik-Kontext in Asien erfolgreich, wie das Frankfurter Büro schneider+schumacher mit ihrem Wettbewerbsgewinn für das Logistic Center im chinesischen Changchun, das zu den führenden Frachtterminals in Nordostasien werden soll. Der alles überragende 25-geschossige Logistik-Tower übernimmt die Rolle als Landmark für ein Quartier, das auf annähernd einer Million Quadratmetern mit Shopping, Büro, Hotel und Wohnen weit mehr bieten wird als Logistik.

3. Urbane Logistikzentren und Industriearchitektur
Was lange Zeit vor die Tore der Stadt verbannt war, hält wieder Einzug in die Städte. Die Digitalisierung verändert keineswegs nur die Fertigungsprozesse. Ebenso positiv beeinflusst werden „Just-in-time“-Zulieferungen als Teil der Logistik- und Warenströme sowie die Vertriebswege. Hier liegen noch enorme Reserven brach zur künftigen Architektur neuer Konzepte für stadtverträgliche Fabriken und Fertigungssysteme, flexibles Kapazitätsmanagement und dezentrale Produktionsnetzwerke sowie stadtverträgliche Logistik als Basis für nachhaltige Produkte und Produktion. In seinem aktuellen Positionspapier „Urbane Produktion und Logistik“ bekennt sich der Verein Deutscher Ingenieure VDI zur Unterstützung der Entwicklung einer lebendigen Industrie in einem urbanen Umfeld: „Aufgrund immer stärker werdender Verflechtungen von Produktion, Logistik, Wissen, Forschung, Entwicklung, Kultur und Dienstleistungen sind Urbane Produktion und Logistik heute und in Zukunft nicht mehr wegzudenkende Bausteine einer innovativen Stadtökonomie, in der die wechselseitige Vernetzung unterschiedlicher Branchen immer wesentlicher wird.“ Innerstädtische Industrie-, Gewerbe- und Logistikimmobilien brauchen Akzeptanz in der Bevölkerung. Eine anspruchsvolle Architektur als Beitrag zu urbanem Leben wird hier ein wesentlicher Schlüssel zum Erfolg sein. Selbst fensterlose Gebäude müssen nicht anti-urbane Hüllen sein, wie das Datacube Rechenzentrum EBM, Tesla in Münchenstein von ffbk Architekten AG mit JAUSLIN STEBLER AG zeigt. Mit glänzendem Kleid aus reflektierender Chromnickelstahlfassade nimmt es die Umgebungsfarben auf und überrascht mit optischen Phänomenen. Und auch das in gestalterischer Hinsicht oft vernachlässigte Flachdach großer Industrie- und Gewerbekomplexe rückt in den gestalterischen Fokus: Architekten und Investoren entdecken das Dach in Zeiten von Google Earth als fünfte Fassade und als „Visitenkarte von oben“.

Datacube Rechenzentrum EBM, Tesla in Münchenstein von ffbk Architekten.

4. Neue Einheit infolge Digitaler Transformation
Die Digitalisierung der Branche führt nicht zwangsläufig dazu, dass Entwickler tausende Kilometer von der Produktion entfernt arbeiten. Das Gegenteil scheint der Fall zu sein. Die wachsende digitale Vernetzung der Akteure weckt auch das Bedürfnis nach persönlicher Vernetzung und Begegnung. Viele Unternehmen streben an, die Trennung der Funktionen und Verteilung auf verschiedene Standorte zu überwinden und auch räumlich zusammenzuführen, was zusammengehört: Logistik, Produktion und Entwicklung bilden Teile einer neuen Einheit, die noch mehr Effizienz, Produktivität und Inspiration verspricht, als wenn sie isoliert und lediglich digital miteinander vernetzt werden. Connectivity 4.0 schließt die Begegnung der Menschen wieder mit ein. Die Trumpf Smart Factory in Chicago von Barkow Leibinger ist ein Musterbeispiel dafür, wie sich die auf Effizienz getrimmte Welt der digitalen Fabrik mit der auf Repräsentativität gerichteten Welt der Markenpositionierung vereinen lässt. So entstand – prominent an der Interstate 90 nahe dem internationalen Flughafen Chicago O’Hare gelegen – eine Industrie-4.0-Demonstrationsfabrik mit digital vernetzten Maschinen, in der die gesamte Produktionskette von Blechbauteilen von der Beauftragung über die Konstruktion und Herstellung bis zur Auslieferung als intelligent verketteter, ganzheitlicher Prozess erlebbar wird.

5. Neue Bedeutung von Baukultur in Industrie, Gewerbe, Logistik
Es scheint eine wachsende Sensibilität für Architektur­qualität bei Bauherrn, Nutzern und Nachbarn zu geben. Architektur für Industrie und Gewerbe rückt weiter in den Fokus der Debatte um eine gute Baukultur. Nach und nach werden die Lehren aus Jahrzehnten gesichtsloser Logistikzentren, Industrie- und Gewerbesteppen vor den Toren der Stadt gezogen. In Zeiten immer größerer Verdichtung und gewachsener Ansprüche an Arbeits- und Lebensqualität wird auch hier der Ruf nach Baukultur lauter. „Industriebauten sind zunächst Zweckbauten, deren möglichst kluge Konstruktion der Funktion dient. Tatsächlich spielt die Gestaltqualität als dritte Kraft eine ebenso große Rolle. Als Visitenkarte für das Unternehmen, als Identifikationsmerkmal für die Mitarbeiter oder als gemeinschaftsbildender Beitrag für das Stadt- und Ortsbild“, meint Reiner Nagel, Vorstandsvorsitzender der Bundesstiftung Baukultur. Und er fordert: „Motor für das Anliegen gut gestalteter Industriearchitektur sind zunächst die Unternehmen, also private Bauherren. Für sie muss Baukultur zum Anliegen, am besten zur Chefsache werden.“ Dafür gibt es bereits gute Beispiele, wie einige Architekturpreise zeigen. Mit dem MIPIM Award, dem Ingenieurbaupreis und dem neu ins Leben gerufenen Industriebaupreis werden regelmäßig Industrie-, Gewerbe- und Logistikimmobilien ausgezeichnet und besondere Architekturqualität in der Branche gefördert. Die Architekten Jaspers-Eyers, das Planungs- und Beratungsunternehmen Arcadis und das Planungsbüro Pauwels haben den MIPIM-Award für das „Beste Bauprojekt im Bereich Gewerbe und Logistik“ für ihre Arbeit am Sportartikel- und Kleidungsdistributionszentrum von NIKE im belgischen Ham erhalten für eine außergewöhnliche Architekturqualität in Verbindung mit der Versorgung aus erneuerbaren Energieträgern und der Gestaltung eines Umfeldes, in dem Gesundheit und Biodiversität im Mittelpunkt stehen. Besonderes Merkmal: Die Fassade des Distributionszentrums ist auf einer Gesamtlänge von 1,3 Kilometern begrünt. Diese schützt vor Sonneneinstrahlung, beherbergt Rettungswege und verbindet das Gebäude mit der Landschaft.

Trumpf Smart Factory in Chicago von Barkow Leibinger.

Industriearchitektur als Königsdisziplin
Industriearchitektur war früher Symbol für Innovation und Zukunftsorientierung und damit auch Vorreiter für Architekturstile. Die Industriearchitektur könnte sich erneut zur Königsdisziplin entwickeln – wie schon einmal geschehen vor mehr als einhundert Jahren zu Beginn der Moderne. Entstanden sind wegweisende Ikonen der Baukultur. Auch zeitgenössische Industrie- und Logistikarchitekturen bieten verantwortungsbewussten Unternehmern das Potenzial, sich mit entsprechender Architekturqualität in Zeiten digitaler Transformation stolz an der Spitze der Bewegung zu positionieren. Beim Industriebau wird es künftig nicht ausreichen, nur eine funktionsgerechte Hülle zu liefern. Zwar werden in der „Industrie 4.0“ durch Digitalisierung und Robotik in der Produktion neue Unabhängigkeiten von Prozessabläufen und räumlichen Zwängen ermöglicht. Trotzdem ist räum­liche Flexibilität für die Zukunftsfähigkeit von Gewerbeimmobilien ein ebenso wichtiges Entwurfskriterium wie der Anspruch an umweltbewusstes Bauen und vor allem baukulturelle Nachhaltigkeit. Im Idealfall entsteht mit der Industriearchitektur 4.0 darüber hinaus eine neue Planungskultur.


Prof. Jan R. Krause

Prof. Jan R. Krause
geboren 1969 in Hamburg, DE
blickt zurück auf 22 Jahre Erfahrung als Redakteur, Marketingleiter und Hochschulprofessor. Nach seinem Architekturstudium an der TU Braunschweig, der ETH Zürich und der TU Wien absolvierte er ein Volontariat bei den Architekturfachzeitschriften AIT / XIA in Stuttgart. Dreieinhalb Jahre arbeitete er als Redakteur, bevor er in die Industrie wechselte. Als Marketingleiter der Eternit AG konzipierte und implementierte er 15 Jahre lang die Modernisierung der Marke und die fokussierte Ausrichtung des Vertriebs auf Architekten. Während eines Postgraduate Studiums an der Vlerick Business School in Leuven / Gent spezialisierte er sich auf Unternehmensführung, Strategie und internationale Beziehungen. Anschließend leitete er das internationale Strategische Marketing der Sto SE & Co KGaA in Stühlingen, entwickelte die digitale Strategie des Unternehmens und die internationale Harmonisierung des Markenauftritts. Seit 2003 ist er Professor für Architektur Media Management an der Hochschule Bochum.
www.ofat.berlin

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