Digitaler Bau

Foto: AdobeStock /krunja
Foto: AdobeStock /krunja

Der Bau boomt. Und er verändert sich. Treiber für diese Veränderungen sind vor allem digitale Technologien. Von Christoph Berger

Das Bauwesen ist an sich schon eine Meisterin der Transformation. Die Bauindustrie baut, gestaltet und verändert damit Städte und Landschaften – ja, unsere gesamte Umgebung wird von ihr beeinflusst und ist einem ständigen Wandel unterworfen. Doch nun transformiert sich die Baubranche selbst. Es ist klar, dass sich Branchen weiterentwickeln, doch durch die Digitalisierung hat der Transformationsprozess nochmals einen ganz neuen Schub erhalten. Wie in allen anderen Wirtschaftsbereichen auch, halten auch im Bauwesen digitale Technologien Einzug, die einerseits Prozesse verändern und zu Effizienzsteigerungen führen, andererseits aber auch Auswirkungen auf die Unternehmenskulturen und das Miteinander haben.

Wirft man beispielsweise einen Blick in das Programm des diesjährigen Tags der Bauindustrie, wird schnell klar, wohin die Reise für das Bauwesen geht: Mit „[R]Evolution Bau 2030“ ist die Veranstaltung betitelt. Auf der Agenda stehen beispielsweise die Talk-Runden „Bauen 2030 – Prozesse und Kultur“ und „Digitalisierung im Bau – Maschine und Mensch“. Auch der Präsentation von Start-ups wird Raum geboten.

UniversalTypes – Bauprodukte und -materialien per Mausklick

buildingSMART International (bSI) und ProMaterial starten eine Initiative zur Weiterentwicklung der neuen Sprache „UniversalTypes“. UniversalTypes unterstützen den Verkauf von Bauprodukten und -materialien in Echtzeit und erleichtern so Online-Vertriebsprozesse zwischen Herstellern, Händlern und Käufern. http://bsdd.buildingsmart.org

Einer der Hauptreiber der Digitalisierung ist dabei die Methode Building Information Modeling, kurz BIM. Dabei geht es um die Erstellung eines digitalen Zwillings des jeweiligen Bauwerks in gleich mehreren Dimensionen. Neben dem 3-D-Modell können in der digitalisierten Version auch der Faktoren Zeit, Kosten sowie Lebenszyklusaspekte erfasst werden. Somit werden sämtliche Prozesse eines Bauvorhabens über Planung, Bau und Betrieb virtuell abgebildet, was bei den immer komplexer werdenden Bauvorhaben zu Transparenz, Zeit- und Kostensicherheit führt.

Angetrieben und unterstützt wird die Entwicklung vom Bund, Ende 2015 hat das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) den „Stufenplan Digitales Planen und Bauen“ veröffentlicht, wonach bis Ende 2020 alle neu zu planenden Projekte im Zuständigkeitsbereich des BMVI nach einem konkret definierten Leistungsniveau mit der BIM-Methode geplant und gebaut werden sollen. Unternehmen, die sich um solche Aufträge bewerben, können also überhaupt nicht anders, als BIM anzuwenden. Wobei sich BIM, wie inzwischen erkannt, nicht nur für Großprojekte eignet. Zahlreiche Beispiele zeigen, dass sich die Erstellung eines digitalen Zwillings auch für kleinere Projekte eignet.

BIM ist aber längst nicht die einzige digitale Entwicklung, die in der Baubranche von sich reden macht. So erhielt beispielsweise die Technische Universität München für ein zusammen mit Partnern entwickeltes Fahrerleitsystem 4.0 den bauma Innovationspreis 2019 in der Kategorie Forschung/Wissenschaft. Mit diesem System werden Baumaschinenführer mit Holografien bei ihren Baustellentätigkeiten unterstützt. Virtuelle 3-D-Modelle und Daten aus verschiedenen Quellen überlagern dabei reale Objekte und die Umgebung. Die Bediener der Baumaschinen erhalten alle relevanten Informationen in ihrem Sichtfeld. Das ermöglicht mehr Übersicht und erleichtert Umsetzungen von Veränderungen im Bauprozess. Überhaupt kommt der Baustellenorganisation im Digitalisierungszeitalter eine ganz entscheidende Rolle zu.

BIM-Einsatz bei der HafenCity

In Hamburgs HafenCity entsteht mit der Entwicklung des südlichen Überseequartiers ein Bauprojekt mit gigantischen Ausmaßen. Für die reibungslose Umsetzung sind die Unibail-Rodamco-Westfield und Arcadis verantwortlich. Bei solch einem komplexen Bauvorhaben ist klar: BIM kommt zum Einsatz.
www.arcadis.com/de/germany

Ein weiteres Beispiel: Das Bauunternehmen Wolff und Müller gab im März 2019 bekannt, eine digitale Lösung zu nutzen, um die gesamte Prozesskette des Transportbetons zu überwachen und zu dokumentieren. Die Lösung vernetzt alle Prozesse beginnend mit der Disposition und Herstellung des Transportbetons über den Transport zur Baustelle und die Übergabe bis zum Einbau in das Bauteil. So können alle Arbeitsschritte am Computer oder mobil per Tablet geplant, gesteuert und dokumentiert werden. Sämtliche Daten würden zentral verwaltet, alle Beteiligten seien auf dem gleichen Stand, was zu einer optimalen Betonqualität führe – entsprechend den jeweiligen Normen und Besonderheiten des Bauwerks, wie es vonseiten des Stuttgarter Unternehmens heißt.

Bauwerksplanung und Bau, da bleibt schließlich noch der Betrieb. Hier zeigt das Lünendonk-Whitepaper „Digitalisierung: Fokus künstliche Intelligenz im Facility Management“ einige konkrete Anwendungen auf. Im Kern geht es darum, mithilfe der Sensorik Daten aus Gebäuden zu ziehen – etwa über die Präsenz von Menschen in Räumen, die Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Kohlendioxid, diese Daten miteinander zu vernetzen und eine künstliche Intelligenz daraus Erkenntnisse ziehen und Entscheidungen treffen zu lassen. Mithilfe der Sensoren sei außerdem eine vorausschauende Wartung der Gebäudetechnik möglich, schreiben die Studienautoren. Trotz des zunehmenden und konkreten Einsatzes digitaler Technologien in der Bau- und Immobilienbranche, befinden sich viele Projekte noch in der Test- und Pilotphase.

Und dass längst noch nicht alle Möglichkeiten ausgeschöpft sind, zeigt ein Blick auf den vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie ausgerufenen Wettbewerb „Künstliche Intelligenz als Treiber für volkswirtschaftlich relevante Ökosysteme“. Um eine Förderung haben sich dabei auch drei Konsortien aus der Bauwirtschaft beworben: „KI meets BIM – Künstliche Intelligenz im Bauwesen“, „Planning Cloud“ sowie „SDaC – Smart Design and Construction“. Bei erstgenanntem geht es zum Beispiel um die Fragestellung, wie künstliche Intelligenz helfen kann, Bauwerke schneller und günstiger fertigzustellen. Erforscht werden soll dabei unter anderem, wie Muster, Regeln und Optimierungen aus vorhandenen Projekten in der Entwurfsphase verwendet werden können, um Architekturentwürfe automatisch zu erstellen. Oder in der Ablaufplanung: Wie kann künstliche Intelligenz helfen, eine möglichst effiziente und somit kurze und günstige Bauausführung auf der Baustelle zu planen? Ebenso werden mögliche KI-Einsatzszenarien für die Steuerung der Abläufe auf der Baustelle und die Nutzungsphase von fertigen Gebäuden untersucht. In anderen Projekten wird der Einsatz von Robotern auf Baustellen oder 3-D-Drucktechnologien untersucht. Es tut sich also sehr viel, in sämtlichen Sparten: Der Bau wird digital.

BIM bei DEGES

Die Deutsche Einheit Fernstraßenplanungs- und -bau GmbH (DEGES) präsentiert auf ihrer Website ihre BIM-Pilotprojekte:
https://bit.ly/2XCh7KY

Der Einsatz von Baurobotern

In Kooperation mit Fastbrick Robotics Limited arbeitet die Wienerberger Gruppe an einer innovativen Lösung zur Zukunft des Bauens. Fastbrick Robotics Limited hat sich auf die Entwicklung von Baurobotern für Ziegelmauerwerk spezialisiert.„Dazu entwickeln und erproben wir derzeit Ziegel, die speziell für den Bauroboter Hadrian X von Fastbrick optimiert sind“, sagt Jürgen Habenbacher, Sprecher der Geschäftsführung der Wienerberger Deutschland GmbH.