Konnektivität in der Baubranche: von der Planung bis in den Gebäudebetrieb
Der Megatrend Konnektivität wird die Baubranche in den nächsten Jahren weiter transformieren. Die sinnvolle Vernetzung von Robotern und KI im Bauwesen, VR-Anwendungen und digitalen Technologien erleichtert Prozesse und spart Kosten.
Konnektivität ist in der Baubranche einer der wichtigsten Zukunftstrends und das aus gutem Grund. Die Branche befindet sich im Umbruch: Analoge Prozesse werden digital, künstliche Intelligenz (KI) hält Einzug in der Planung und Roboter erobern das Bauwesen. Building Information Modelling (deutsch: Bauwerksdatenmodellierung, kurz BIM) soll die Zusammenarbeit an Bauprojekten erleichtern. KI und BIM auf der Baustelle allein sind jedoch keine Garanten für eine erfolgreiche digitale Transformation. Wichtiger ist es, die alltäglich eingesetzten Werkzeuge, Technologien und Daten intelligent miteinander zu verknüpfen. Die digitalBAU 2024 rückt die mit diesem Perspektivenwechsel verbundenen Chancen und Lösungen, sowie ihre Herausforderungen in den Fokus.
In der Baubranche mangelt es an Konnektivität
Die Digitalisierung ist ein Megatrend, der uns überall im Alltag begegnet. Dennoch ist das Bauwesen nach wie vor stark analog geprägt. In der Baubranche mangelt es an Konnektivität, also an der sinnvollen Verknüpfung digitaler und ehemals analoger Abläufe. Der Lebenszyklus eines Gebäudes – inklusive (digitaler) Planung, Bauphase, Instandhaltung, Modernisierung und Rückbau – besteht aus einer Vielzahl von individuellen Prozessen. Diese sinnvoll miteinander zu verbinden und Konnektivität im Bausektor zu schaffen, ist einer der wichtigsten Erfolgsfaktoren für eine gelungene Digitalisierung.
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BIM auf der Baustelle – mehr als nur Planung
Building Information Modeling (BIM) ist die Grundlage jeder modernen Bauwerksplanung und darüber hinaus. BIM am Bau ist, vereinfacht gesagt, ein 3D-Bauwerk, das aus vielen Einzelelementen besteht und um zahlreiche Zusatzinformationen angereichert ist. BIM vereinfacht damit nicht nur auf der Baustelle Abläufe und spart Kosten. Während des gesamten Lebenszyklus ermöglicht es den Austausch zu wichtigen Informationen.
BIM ermöglicht zudem die Übergabe eines detaillierten „as built“-Modells für den folgenden Gebäudebetrieb: Der „digitale Zwilling“, wie dieses virtuelle Abbild einer gebauten Realität auch genannt wird, schafft einen hohen Nutzen für den Bauwerksbetrieb. Denn lediglich 20 % der Gesamtkosten entstehen in der Bauwerksherstellung, alle weiteren Kosten jedoch in der anschließenden Betriebsphase. Eine detaillierte und qualitätsvolle Bauwerksdokumentation sowie ein für das Facility Management optimiertes Modell des Bauwerks nach Projektübergabe spart also bares Geld ab dem ersten Betriebstag.
Konnektivität über die Baustelle hinaus: Transparente Bauwerkslebenszyklen
Konnektivität in der Baubranche nutzt nicht nur Bauunternehmern, sondern auch der Allgemeinheit. Ob Hoch- oder Tiefbau, Brücke, Tunnel oder Straße: Der Lebenszyklus eines Bauwerks oder einer Infrastruktur durchläuft typischerweise die Phasen Planung, Bau, Betrieb, (Um- oder) Rückbau. Daran schließen auch ein möglichst sortenreines Recycling sowie die Wiederverwendung von Materialien und Ressourcen an.
Das sogenannte Urban Mining, also das „Schürfen“ nach verbauten Rohstoffen und Materialien zur Wiederverwendung in unseren Städten und Gemeinden, ist hierbei nur ein erster Schritt. Ein ganzheitlicher Kreislauf lässt sich mit digitalen Werkzeugen planen, realisieren, monitoren, instand halten, reparieren und nachhaltig optimieren. Die Voraussetzung ist jedoch, dass die Datenmengen, die in jeder der genannten Lebenszyklusphasen entstehen, von der Allgemeinheit nutzbar sind und nicht nur einzelnen Konzernen zur deren Gewinnmaximierung zur Verfügung stehen.
Digitalen Datenaustausch fördern
Ein offener, systemübergreifender Datenaustausch ist eine wichtige Grundlage der Konnektivität am Bau: Nur so können alle auf Dateninhalte zugreifen und BIM auf der Baustelle für ihre Zwecke nutzen.
International arbeitende Organisationen wie die unabhängige Organisation buildingSmart leisten hier im Bauwesen seit vielen Jahren Pionierarbeit. Mithilfe des offenen IFC-Dateiformats und dem Kommunikationsformat BCF stellen sie dem Bauwesen ein Übersetzungswerkzeug für Planungsdaten zur Verfügung, das für alle verständlich und nachvollziehbar ist. Die Bandbreite von Planungssoftware ist darüber hinaus heute groß, dass die gemeinsame Nutzung von IFC und der damit einhergehende OPEN BIM-Prozess die Planung in der Zukunft maßgeblich bestimmen wird.
Die Vorteile liegen auf der Hand:
- Jeder Architekt oder jede Fachplanerin können die für sie optimale, erprobte und erlernte Software weiterhin benutzen.
- Der Datenaustausch zwischen den verschiedenen Projektbeteiligten erfolgt dabei über ein im Planungsprogramm integrierte IFC-Schnittstelle.
- Über das ebenfalls herstellerunabhängige BCF-Format werden Anmerkungen im Fach- oder Koordinierungsmodell gesetzt und die gemeinsam zu lösenden Problempunkte diskutiert.
Künstliche Intelligenz (KI) im Bauwesen
Der Einsatz von KI im Bauwesen gewinnt immer mehr an Bedeutung. Forschungen und Versuche an renommierten Universitäten weltweit, aber ebenso in der Breitenanwendung auf Versuchsbaustellen, lassen das Potenzial nur erahnen, das Künstliche Intelligenz für die Baubranche birgt.
So trainiert die TU München am Lehrstuhl von Prof. Borrmann aktuell eine KI, aus 2D-Plandaten umfassende 3D-Bestandsmodelle zu erzeugen. Mithilfe von Punktwolken-Daten aus Laserscans der realen Bauwerke und den aus den Plänen generierten Modellen ist es möglich, die teilweise unvollständigen oder fehlerhaften Pläne und die Ist-Situation abzugleichen und in einem digitalen Zwilling umzusetzen. (Link zum Projekt)
Robotik auf der Baustelle
Der Einsatz disruptiver Technologien wie Roboter auf der Baustelle gestaltet sich bisher noch schwierig. Die limitierende Größe sind hier bisher meist zu langsame Datennetzwerke, bei denen die Informationen fast immer „on air“ – also über das Mobilfunknetz und durch die Luft übertragen werden. Mit der Weiterentwicklung der 5G-Technik, die bereits eine immense Beschleunigung mit sich gebracht hat, wird die Robotik im Bauwesen weiter voranschreiten. Vor allem für repetitive, monotone sowie körperlich anstrengende Arbeitsvorgänge bietet die Technik vielfältige Vorteile.
Moderne Roboter können bereits heute Mauerwerkswände erstellen und verputzen oder lange Klinkerwände in hoher Qualität aufmauern. Automatisierte 3D-Betondrucker sind in der Lage, mithilfe modellbasierter Planungen Gebäude zu erstellen oder Ausbauroboter beplanken Gipskartonwände und erstellen hoch präzise Bohrlöcher für Elektrotrassen im Gebäude.
Virtuelle Realität in der Baubranche
Gebäude mit allen Sinnen erleben, bevor der erste Spatenstich getan ist: Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) können im Bauwesen eine Konnektivität zwischen virtueller Planung und realer Welt schaffen. Zahlreiche AR- oder VR-Anwendungen am Smartphone, Tablet oder mithilfe von VR- bzw. AR-Brillen ermöglichen bereits heute realitätsnahe, virtuelle Erfahrungen. Diese noch recht junge Technik hält im privaten Bereich, zum Beispiel in Videospielen, bereits verstärkt Einzug.
Doch die virtuelle Realität hat für die Baubranche ebenso eine große Bedeutung. Bereits heute lassen sich zum Beispiel ein reales Baugrundstück und ein virtuelles Architekturmodell, das dort gebaut werden soll, auf dem Display eines Smartphones oder Tablets miteinander verbinden (Augmented Reality). Raum- und Größenverhältnisse, die Lage des Gebäudes auf dem Gelände oder zur Nachbarbebauung kann so simuliert werden – und das lange vor Baubeginn. Das gleiche gilt für den Einsatz von Virtual Reality, mit deren Hilfe die Bauherrin oder der Investor virtuell durch sein Gebäude spazieren und bei heutzutage hervorragender Rendering-Qualität den Entwurf prüfen, Einbauten, Oberflächen, Licht- und Schatten sowie Raumqualitäten erleben kann.
Virtuelle Zusammenarbeit am Bau: Das Metaverse
AR und VR lassen sich nicht nur für das Projektmarketing oder die Entwurfsdiskussion im virtuellen Kontext nutzen. Ihre Stärke kann ebenso in der integralen Zusammenarbeit in einem digitalen Umfeld liegen – insbesondere im sogenannten Metaverse. Hier können Planerinnen und Planer aus der ganzen Welt virtuell in einem Raum zusammenkommen, um gemeinsam an einer Bauaufgabe zu arbeiten. Virtual Reality und VR-Brillen ermöglichen es ihren Avataren, sich vor Ort am oder im Modell zu treffen und gemeinsam an einem Entwurfsproblem oder einer Detaillierung zu tüfteln. Im Automobilsektor ist diese Art der virtuellen Zusammenarbeit für die Entwicklung von Karosserie- oder Einbauteilen längst üblich.
Auch die Baubranche kann das Metaverse geschickt für sich nutzen, um auf verschiedenen Kontinenten und in unterschiedlichen Zeitzonen gemeinsam und in Echtzeit kooperieren. Ein virtuell und dreidimensional erlebbarer Raum ersetzt die Arbeit am Flachbildschirm und in 2D. Für die Baubranche ist das Metaverse besonders spannend, da Gebäude und Infrastrukturen hierdurch spürbar und plastisch werden. Eine integrale Planung lässt sich so trotz tausender Kilometer Entfernung voneinander an einem Ort realisieren. Allen Beteiligten soll so in naher Zukunft ermöglicht werden, Bauwerke besser zu planen, fehlerfreier zu bauen und effizienter zu betreiben.
Konnektivität in der Baubranche praxisnah erleben
Ob Robotik, KI, Metaverse oder BIM: Die Baubranche befindet sich in einem rasanten Wandel. Um den größtmöglichen Nutzen aus dem breiten Angebot an Tools und Technologien zu ziehen, müssen Unternehmen sie sinnvoll miteinander verknüpfen. Auf der digitalBAU 2024 haben wir Konnektivität in der Baubranche zu einem unserer Leitthemen gemacht. Lernen Sie von Experten und hochspezialisierten Ausstellern, was Konnektivität in der Praxis bedeutet, und finden Sie individuelle Lösungen für Ihre Herausforderungen. Buchen Sie noch heute Ihr Ticket!
Die weiteren Leitthemen der digitalBAU
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