Im Bauwesen stehen die Weichen auf Veränderung, denn die aktuelle Umbruchphase wird geprägt durch Turbulenzen und Innovationen. Obwohl es Herausforderungen gibt, werden Technologien wie künstliche Intelligenz und viele weitere dazu führen, dass sich das Bauwesen von Grund auf verändert. Welche Auswirkungen das hat und welche Technologien für den Markt besonders bedeutend sind, wird nachfolgend genauer erläutert.
Künstliche Intelligenz im Bauwesen von wachsender Bedeutung
KI-Systeme haben in vielen Branchen Einzug erhalten, auch die Baubranche hat bereits Witterung aufgenommen. Bis zu einer vollständigen Implementierung wird es noch dauern, allerdings zeigen sich jetzt schon erste positive Effekte. Dabei können KI-Systeme in mehreren Bereichen Aufgaben übernehmen, unter anderem:
- Analyse von Bestandsdaten
- Entwicklung von Empfehlungen
- Reduktion von Datenverlusten
- Steuerung autonomer Baufahrzeuge und Roboter
Was fortschrittlich klingt, wird für kleinere Baufirmen jedoch schnell zum Problem. Großunternehmen können sich intelligente Maschinen zum Einsatz mit KI leisten, aber viele KMUs scheitern an den Kosten. Lösungen stehen bereits in den Startlöchern, vor allem Sharings werden eine Rolle spielen. Das ist im Hinblick auf den Nachhaltigkeitsgedanken der modernen Gesellschaft wichtig und richtig.
Building Information Modeling für eine umweltfreundliche Planungsphase
Der Ansatz des BIM erfordert die Digitalisierung aller relevanter Bauwerksdaten, um sie anschließend zwischen den Projektbeteiligten nutzbar zu machen. Die Nutzung beginnt bereits während der Planungsphase und bleibt bis zum Um- oder Rückbau eines Gebäudes aktiv. Der Hauptfokus liegt auf der Bildung eines digitalen Zwillings des Gebäudes. Anstelle von klassischen Modellen steht eine virtuelle Abbildung zur Verfügung, die sämtliche Attribute eines Gebäudes darstellt. So lassen sich Veränderungen simulieren, Bauprozesse an einer zentralen Stelle überwachen und Planungen vereinfacht realisieren.
Die effiziente Nutzbarkeit ist abhängig von den identischen Voraussetzungen aller Beteiligten. Um Building Information Modeling optimal zu entwickeln, arbeiten verschiedene Institutionen eng miteinander:
- Das Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen
- Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr
- BIM Deutschland
- Das Deutsche Institut für Normung DIN
- Das europäische Komitee für Normung
- International bedeutsame Gremien
BIM gilt als einer der wichtigsten Zukunftswege in der Baubranche, erfordert aber ein enges Miteinander. Als kollaborativer Ansatz ist die digitale Umgebung entscheidend, was wiederum Standards erfordert. Für eine erfolgreiche Implementierung ins Bauwesen braucht es zunächst eine gemeinsame Basis, auf die alle Beteiligten zugreifen können. Eine engere Zusammenarbeit der Gewerbe ist essenziell, um BIM produktiv zu nutzen.
Die Vorzüge des Building Information Modeling liegen auf der Hand. Insbesondere wenn es darum geht, den Gedanken an mehr Nachhaltigkeit umzusetzen, hat BIM hohes Potenzial. Anhand der virtuellen Modelle lässt sich nicht nur die Ökobilanzierung für ein Bauwerk berechnen. Es ist auch möglich, die konkreten Umweltauswirkungen bereits am Modell zu erkennen. Das wiederum nimmt Einfluss auf den Entwurfsprozess und unterstützt dabei, von Anfang an nachhaltige und energieeffiziente Gebäude zu schaffen.
Smarte Baustoffe zur Reduktion von Ressourcen
Die Produktion von Baustoffen ist ein entscheidender Ansatz zu mehr Nachhaltigkeit im Bauwesen. Forschende beschäftigen sich intensiv mit der Produktion von selbstheilendem Beton, der den Bedarf an Material reduzieren könnte. Die Basis besteht aus Bakterien in der Grundsubstanz, die auf eindringendes Wasser reagieren. Mithilfe von beigemischtem Lactat ist es dann möglich, dass sich Risse im Baustoff selbst limitieren, was eine externe Reparatur überflüssig macht. Ganz besonders wichtig können solche Ansätze für die Errichtung von Wohngebäuden, aber auch Brücken und Straßen sein, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind.
Ein ebenso spannender und bereits genutzter Ansatz ist die Kombination von Polymer und Beton. Durch die Beimischung von Sand verbessert sich die Haltbarkeit, Brücken und Gebäude reagieren weniger stark auf Belastungen als bei der Verwendung von Zementbeton. Da derzeit noch auf Wüstensand gesetzt wird, ist die Ökobilanz in Ländern Europas jedoch kritisch anzusehen.
In Dresden entwickeln Forscher derzeit ein System, mit dem sich Beton per 3D-Druck herstellen lässt. Das Ziel ist es, nicht nur mehrwertigen, sondern auch gleichmäßigen Beton zu produzieren, der ohne personellen Aufwand herstellbar ist. Dabei ist es vor allem spannend, dass Beton in passgenauen Formen produziert werden kann. Das wiederum reduziert die Materialverschwendung und hilft gleichzeitig dabei, personelle und grundlegende Ressourcen zu sparen.
Mit intelligentem Glas zu verbesserten Eigenschaften
Beton ist nur eines der wichtigsten Baumaterialien in der Branche, auch Glas spielt eine große Rolle. Smartes und intelligentes Glas hat verbesserte Eigenschaften und erhöht damit die Effizienz von Gebäuden. So ist es in der Lage, auf Sonnenstrahlen zu reagieren und je nach Umwelteinfluss die Durchsichtigkeit zu regulieren.
Mithilfe einer Fernbedienung lässt sich zwischen farbigen, dimmenden und milchigen Eigenschaften variieren. Intelligentes Glas ist bereits im Einsatz, verschiedene Hersteller arbeiten dabei mit unterschiedlichen Technologien. Durch die Fähigkeit, auf Temperaturen zu reagieren, fungiert das Glas wahlweise als Hitzeschutz, dient aber auch als effizienter Sichtschutz.
Das Internet of Things auf der Baustelle
Im Bauwesen bietet das IoT eine Reihe von Vorteilen, die den Gebäudebau schneller und effizienter möglich macht. Dabei geht die Technologie weit über smarte Wearables hinaus, die zum Aktivitätstracking von Arbeitern genutzt werden. Ein Überblick auf die Einsatzbereiche zeigt, wie vielfältig und bedeutend das IoT für die Zukunft sein wird:
- Automatische Erfassung von Wartungsbedarf: Moderne Sensoren erfassen Daten wie Betriebsstunden und erkennen ungewöhnliche Verhaltensmuster bei Maschinen. Eine direkte Weitergabe der ermittelten Daten an die Verantwortlichen ermöglicht vorausschauende Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten. Das reduziert den Ausfall und sichert den Betrieb der Baustelle.
- Ressourcenmanagement: Das IoT ist in der Lage, Geräte, Ressourcen und Verbrauch zu überwachen. Dieser Ansatz erleichtert die Koordination, sodass Bauabläufe präzise umsetzbar sind. Kombiniert mit Beton aus dem 3D-Drucker und anderen technologischen Ansätzen wird die Baustelle mit dem verbesserten Ressourcenmanagement zu einem nachhaltigeren Ort.
- Sicherheit auf dem Bau: Sind die Mitarbeiter mit Sensoren ausgestattet, übertragen diese Echtzeitberichte an eine zentral eingesetzte Hauptstelle. Kommt es zu Gefahrensituationen oder Notfällen, kann ein direktes Alarmsignal weitergegeben werden. So lässt sich die Sicherheit für alle Mitarbeiter auf der Baustelle gewährleisten.
- Weniger Schreibarbeit: Der Einsatz von Sensoren speichert Daten automatisch und gibt sie an einen zentralen Knotenpunkt weiter. Mithilfe der passenden Software lassen sich Dokumentationen auf Knopfdruck erstellen. Das wiederum reduziert den personellen Bedarf und den Arbeitsaufwand am Bau.
Obwohl die Immobilienpreise selbst von der Weiterentwicklung kaum beeinflussbar sind, können sich die Kosten für Bauherren reduzieren. Je effizienter der Gebäudebau, desto kürzer sind die Zeiten und desto weniger Aufwand ist nötig. Bis jedoch Baufirmen flächendeckend mit Standards arbeiten und umgerüstet sind, wird es noch einige Jahre Zeit kosten.
Das Smarthome als neuer Standard für die Baubranche
Nicht nur das „wie“, sondern auch das „was“ wird die Baubranche verändern. Der Trend geht klar zur Entwicklung von Smarthäusern. Zukünftig werden es nicht mehr die Hausbewohner sein, die smarte Tools nachträglich in ihrem Haus einbauen. Schon bei der Entwicklung von Gebäuden werden Smartfunktionen eine wichtige Rolle spielen. Dabei geht es um mehr als technische Spielereien. Smarthomes haben positive Einflüsse auf die Bereiche Sicherheit, Energieeffizienz, Barrierefreiheit und Komfort.
Das Wohngebäude von morgen wird von Haus aus mit intelligent steuerbaren Heizsystemen und smarten Haustüren ausgestattet sein. Plusenergiegebäude oder auch Aktivhäuser sind darauf angewiesen, eine smarte Steuerung zu integrieren. Das wiederum ist eine Herausforderung für die Baubranche, denn der gesamte Entwicklungsprozess muss auf die neuen Ansprüche angepasst werden. Hier kommt der BIM-Ansatz erneut ins Spiel. Am virtuellen Modell ist es möglich, smarte Lösungen bereits vor dem Bau zu planen und die Auswirkungen zu kontrollieren. Ein wertvolles Tool, wenn es um die Suche nach der perfekten Lösung geht.
Fazit: Die Baubranche steht vor großen Veränderungen
Technologien werden das Bauwesen in den nächsten Jahren deutlich verändern, die Grundsteine sind bereits gelegt. Anfangs werden es vor allem die großen Unternehmen sein, die genug Kapital für die Investitionen haben. Später müssen KMUs nachziehen, wenn sie den Anschluss an die neue Entwicklung nicht verpassen möchten. Da smarte Technologien und effizientere Baustrategien für alle Seiten Vorteile mitbringen, werden sie sich als die neuen Standards etablieren. Je früher Firmen den neuen Bedarf erkennen, desto effizienter können sie sich entwickeln.
