Digitalisierung, 3D-Druck und mehr : 9 Techno-Trends beim Bauen

Digitale Bautechnologien sichern nicht nur den langfristigen Erfolg eines Unternehmens und seiner Projekte, sondern wirken sich auch positiv auf Kunden und Lieferanten aus, da alle Prozesse an Transparenz und Nachvollziehbarkeit gewinnen.

Aufstrebende Bautechnologien beseitigen Ineffizienzen, erhöhen die Produktivität und Sicherheit und ziehen junge, technikaffine Arbeitskräfte an.

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Investitionen in Technologie mögen teuer erscheinen, aber mangelnde Investitionen wirken sich langfristig negativ auf ein Unternehmen aus - dies gilt in Zeiten zunehmender Nachhaltigkeitsdiskussionen und damit verbundener Dokumentations- und Berichtspflichten umso mehr.

Die meisten Menschen verbinden mit Technologie im Baugewerbe fortschrittliche schwere Maschinen, aber es gibt auch Fortschritte, die im Büro, im Außendienst und in Besprechungen genutzt werden können.

Hier sind die 9 wichtigsten Technologietrends für das Baugewerbe:

Künstliche Intelligenz ist eine Technologie, die es Maschinen und Computern ermöglicht, menschliche kognitive Funktionen, Handlungen und Intelligenz nachzuahmen. Wie die meisten Bautechnologien wird künstliche Intelligenz in Verbindung mit anderen Technologien wie Wearables, BIM, Laserscannern und Sensoren zur Datenerfassung und Entscheidungsfindung eingesetzt.

Ein Teilgebiet der künstlichen Intelligenz ist das maschinelle Lernen, bei dem Algorithmen eingesetzt werden, um sich wiederholende Muster in den unzähligen gesammelten Baudaten zu finden und fundierte Entscheidungen zu treffen.

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Künstliche Intelligenz kann Projekte in vielerlei Hinsicht unterstützen, insbesondere bei der Risikominderung. Simulationen können durchgeführt und Risikofaktoren identifiziert werden. Projektmanager können dann mehr Ressourcen zuweisen, um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten.

Auch die Projektplanung dürfte einfacher werden. Die KI der Zukunft wird eine Technologie verwenden, die als "Reinforcement Learning" bekannt ist. Diese Technologie ermöglicht es der KI, durch Versuch und Irrtum zu lernen.

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Viele Innovationen im Bausektor werden aus dem gleichzeitigen Lernen der KI auf allen Baustellen resultieren. Die reichhaltigen Daten, die von allen KI gesammelt werden, werden den zukünftigen Baufachleuten helfen. Die besten Bautechniken werden leicht zwischen Fachleuten ausgetauscht werden können.

Künstliche Intelligenz kann darüber hinaus ausgezeichnet zur Überwachung von Arbeitern und zur Warnung vor Sicherheitsrisiken eingesetzt werden. Wenn Arbeiter beispielsweise ihre Schutzausrüstung nicht tragen, kann KI sie warnen und über ein Wearable oder Smartphone informieren.

Bauroboter haben sich in der Bauindustrie zwar noch nicht großflächig durchgesetzt, aber es gibt einige Entwicklungen, die sich am Horizont abzeichnen - und einige, die bereits stattfinden.

Das Ziel von Baurobotern ist generell, den Arbeitskräftemangel zu beheben, indem sie Bauarbeiten völlig neu gestalten. Die wichtigsten Arten von Robotern sind Fabrikroboter, kollaborative Roboter und autonome Roboter. Fabrikroboter eignen sich für Fertigungsaufgaben, da sie sich wiederholende Tätigkeiten effizient ausführen können.

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Roboter können im Allgemeinen für einfache, sich wiederholende Aufgaben wie Maurerarbeiten oder das Verlegen von Bewehrungsstäben eingesetzt werden. Aus heutiger Sicht wird der Mensch jedoch weiterhin anwesend sein, um sie in den Arbeitsprozess zu integrieren.

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Kollaborative Roboter arbeiten auf einer Baustelle und übernehmen Aufgaben wie den Transport von Werkzeugen. Autonome Roboter können ihre Umgebung scannen und selbstständig Entscheidungen treffen, um komplexe Aufgaben zu erfüllen.

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Die Befürchtung, dass Bauroboter die Bauarbeiter ersetzen, wird durch die Tatsache widerlegt, dass sie die Leistung der Arbeiter verbessern und den Verschleiß, der durch jahrelange Arbeit entsteht, verringern.

Drohnen sind zu einem sehr nützlichen Instrument für die Erstellung von topografischen Karten und für die Landvermessung geworden. Früher mussten Bauherren auf sehr teure topografische Karten zurückgreifen. Dank ihrer Fähigkeit, große Gebiete gleichzeitig zu kartieren, verkürzen Drohnen den Zeitaufwand und stellen sicher, dass das Projekt fristgerecht abgeschlossen werden kann.

Darüber hinaus können die Daten von Drohnen zur Erstellung von 3D-Modellen verwendet werden und helfen den Projektmanagern, Probleme, die später bei der Umsetzung auftreten könnten, frühzeitig zu erkennen. Das spart Kosten und erleichtert die Planung.

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Bei der Planung bereitet den meisten Projektmanagern die Frage Kopfschmerzen, wie sie Fortschrittsberichte erhalten können. Mit Drohnen braucht man keine langen E-Mails oder Fortschrittsberichte mehr, sondern kann einfach die Drohne benutzen und sehen, wie weit das Bauteam gekommen ist.

Sicherheit ist ein wichtiger Aspekt für Bauteams. Ein Projektleiter kann das Team während der Arbeit aus der Ferne überwachen, was die Sicherheit weiter erhöht. Vor der Einführung von Drohnen stellten Inspektionen in unzugänglichen Bereichen ein erhebliches Risiko dar. Diese Arbeit musste von Arbeitern durchgeführt werden, aber jetzt, wo Drohnen auf dem Markt sind, ist es einfach geworden, Inspektionen an Orten wie gefährlichen Dächern durchzuführen.

Nicht zuletzt können die von den Drohnen gesammelten Daten in KI-Anwendungen eingespeist werden, um die Effizienz eines Projekts weiter zu steigern.

Wearables für den Bausektor sind aufgrund ihrer zahlreichen Produktivitätsvorteile und ihrer Bedeutung für die Arbeitssicherheit auf dem Vormarsch.

Zu den Wearables für den Bausektor gehören intelligente Stiefel, eine intelligente Mütze und elektrische Handschuhe. Intelligente Stiefel erkennen Arbeiter, die Gefahr laufen, zusammenzustoßen oder zu stürzen. Elektrische Handschuhe verbessern die Geschicklichkeit des Arbeiters im Umgang mit Werkzeugen und intelligente Mützen helfen, Kopfverletzungen zu vermeiden.

Wearables sind mit Ortungsgeräten, biometrischen Belastungsdetektoren und Umweltsensoren ausgestattet. Sie können sich wiederholende Bewegungen und die Wahrscheinlichkeit von Ausrutschen und Stürzen überwachen. Andere Wearables wie Brillen und Smartwatches tragen zur Verbesserung der individuellen Sicherheit der Arbeitnehmer bei. Sie können Müdigkeit, Herzfrequenz, Körpertemperatur und andere Anzeichen von Problemen erkennen.

Der 3D-Druck ist in aller Munde und hat zweifellos ein großes Potenzial, ist aber im Bauwesen aus verschiedenen Gründen noch nicht wirklich angekommen. Er wird auch als additive Technologie bezeichnet und besteht darin, ein Bauwerk schichtweise aufzubauen. Der 3D-Druck erhöht vor allem die Baugeschwindigkeit.

Transparency Market Research prognostiziert, dass der Markt für 3D-Druck von 29 Millionen US-Dollar im Jahr 2019 auf 280 Millionen US-Dollar im Jahr 2027 anwachsen wird.

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Der größte Vorteil des 3D-Drucks sind die Einsparungen bei den Materialkosten. Es entsteht sehr wenig Abfall. Der größte Teil des gekauften Materials wird im Gebäude verwendet, was die Notwendigkeit einer Überdimensionierung reduziert, die bei einem Projekt erhebliche Kosten verursachen kann.

Die Fertigstellung von 3D-gedruckten Häusern dauert nur wenige Tage. Diese Zeitersparnis bedeutet, dass die Lieferzeiten für das Projekt viel kürzer sind. Das senkt die Kosten für die Bauunternehmen.

Damit ist der 3D-Druck auch eine Technologie, die sich positiv auf die Umwelt auswirkt - in Zeiten von Nachhaltigkeit und EU-Taxonomie ein großes Plus.
Diese neue Technologie hat auch die Beschaffung von Fertigteilen verändert. Die Materialien für ein Projekt können gedruckt und gebrauchsfertig zur Baustelle transportiert werden.

So bahnbrechend die 3D-Technologien im Bauwesen sind, so sehr stehen sie bei der Massenproduktion vor Herausforderungen. Nur sehr wenige 3D-Drucker können in großem Maßstab produzieren, und die, die es können, sind teuer.

Augmented Reality ist eine digitale Informationsebene, die die Visualisierung von Projektinformationen unterstützt. Virtuelle Realität hingegen ist der Einsatz von Technologie zur Simulation einer neuen Umgebung.

Architekten und Bauunternehmer können sich damit in einen Raum hineinversetzen und sehen, wie ein Gebäude aussehen wird, noch bevor der erste Stein gesetzt wurde.

AR- und VR-Technologien erzeugen eine dreidimensionale Ansicht des fertigen Gebäudes. In Kombination mit anderen Technologien wie BIM ermöglichen sie eine bessere Planung, Kommunikation und Zusammenarbeit. Außerdem können Architekten ihren Kunden ihre Projekte auf einfache Weise zeigen.

AR/VR bieten zahlreiche Vorteile. So wird beispielsweise sichergestellt, dass Architekten, Projektmanager, Ingenieure, Bauleiter, Vorarbeiter und Techniker auf dem gleichen Stand sind. Dadurch werden Ineffizienzen aufgrund von Missverständnissen erheblich reduziert.

AR/VR ermöglicht auch virtuelle Schulungen. Zum einen können Sicherheitsschulungen einfacher und kostengünstiger durchgeführt werden. Techniker müssen nicht mehr vor Ort sein, da reale Gefahren simuliert werden können.

Schließlich haben AR/VR-Tools die Verkaufszyklen von Gebäuden erheblich verkürzt. Potenzielle Kunden können mit Hilfe von AR/VR Projekte beurteilen, die noch nicht fertig geplant sind.

Schließlich ist der Zugriff auf Experten aus der Ferne ein genereller Vorteil. Ingenieure und Architekten können sich die Arbeiten ansehen, ohne selbst vor Ort zu sein. Techniker haben es leichter, wenn sie beratungsintensive Arbeiten ausführen.

Cloud-Kalkulationssoftware wurde entwickelt, um genaue Material-, Arbeits- und Kostenschätzungen für ein Projekt zu erstellen.

Im Vergleich zu Offline-Kalkulationstools ist die Kalkulationssoftware in der Cloud leichter zugänglich. Sie sind leicht zugänglich, da jeder, der über eine Internetverbindung verfügt, von jedem Gerät aus darauf zugreifen kann. Im Gegensatz dazu sind Offline-Kalkulationstools auf das Büro beschränkt. Sie verfügen über einen größeren Funktionsumfang, da nicht jedes Mitglied des Konstruktionsteams alle Funktionen benötigt, die bei Offline-Kalkulationstools zur Verfügung stehen.

Daher ist es einfach, die nicht benötigten Funktionen auszuschalten und nur die wichtigsten Funktionen zu verwenden, wenn die Kalkulationssoftware in der Cloud genutzt wird.

Bei der Verwendung von Cloud-Berechnungswerkzeugen können viele Kommunikationskanäle genutzt werden. Bauprojekte sind bekanntermaßen stark fragmentiert, da viele Teams beteiligt sind. Cloud-Berechnungswerkzeuge schließen viele Lücken, indem sie die Daten aller Teammitglieder synchronisieren und die Online-Speicherung großer Datenmengen ermöglichen. Auf die Daten kann auch aus der Ferne zugegriffen werden.

Die BIM-Technologie (Building Information Modeling oder auch Building Information Management) ist der Prozess der Erstellung eines Gebäudemodells vor dessen Errichtung.

Wird ein BIM-Modell eines Bauwerks erstellt, können Risiken leicht erkannt und beseitigt werden, bevor sie auftreten. Durch die Verwendung von BIM werden auch die Materialbeschaffungsprozesse und die Projekteffizienz insgesamt rationalisiert.

>> Die wichtigste Veranstaltung zum Thema ist jedes Jahr die Internationale Solid BIM Konferenz - hier mehr dazu!

BIM kann zur Minimierung von Änderungsaufträgen und zur Erkennung von vorhersehbaren Herausforderungen während der Bauphase eingesetzt werden.

Die Interoperabilität der im Bauwesen eingesetzten BIM-Software verbessert die Kommunikation zwischen den Projektbeteiligten, da ein zentrales und aktuelles Referenzsystem zur Verfügung steht.

BIM ist auch für das Gebäudemanagement nach dem Bau von Bedeutung, da es wertvolle Gebäudedetails liefert, die zur Verlängerung des Lebenszyklus verwendet werden können.

Neben dem Einsatz als Werkzeug für die Zusammenarbeit können Bauunternehmen BIM-Technologien für die Vorfertigung, Projektplanung, Mengenschätzung und Kollisionserkennung nützen.

Änderungen an BIM-Modellen können in Echtzeit vorgenommen werden, so dass die Teammitglieder stets über die neuesten Projektinformationen verfügen.

BIM ist grundsätzlich eine der fortschrittlichsten Bautechnologien und kann mit anderen Technologien wie künstlicher Intelligenz und Bauplanungssoftware kombiniert werden. Dennoch hängt ihm der Ruf sehr komplexer Prozesse und hoher Einstiegskosten nach, was die Marktdurchdringung behindert.

In Ländern wie Großbritannien und Skandinavien ist BIM für öffentliche Bauprojekte obligatorisch. Aufgrund der steigenden Nachfrage gibt es weltweit Initiativen zur Förderung der Einführung von BIM-Software.

In jüngster Zeit wird ein immer größerer Anteil auch großer Bauprojekte in Fertigteilbauweise ausgeführt.

Die Vorfertigung eliminiert die meisten Ineffizienzen in der Bauausführung, die durch schlechte Qualität entstehen. Zeitersparnis ist ein weiterer großer Vorteil der Vorfertigung. Da die Materialien bereits hergestellt sind, muss nur noch die Montage erfolgen.

Die Modulbauweise ist eine weitere Form der Off-Site-Bauweise und ähnelt der Fertigteilbauweise. Beim Modulbau wird jedoch ein komplettes Projekt vorgefertigt und an die Baustelle geliefert. Dadurch lassen sich Gebäude wesentlich schneller errichten als in traditioneller Bauweise.

Zur Verbesserung ihrer Betriebsabläufe setzen viele fortschrittliche Unternehmen diese Strategien ein. Diese Technologien sind auch umweltfreundlich, da sie das Recycling von Materialien erleichtern.