Künstliche Intelligenz im Bauwesen

Bis vor einigen Monaten begrenzte sich der Anwendungskreis von Künstlicher Intelligenz auf IT-ExpertInnen, Science-Fiction-Fans und innovative Start-Ups, doch KI bahnte sich den Weg in den Mainstream und hat es mittlerweile sogar in die Baubranche geschafft. Welche verschiedenen Technologien und deren Chancen sowie Risiken gibt es für die Baubranche?

KI im Bauwesen wird vor allem eingesetzt, um Baustellen sicherer zu machen, Abfall zu reduzieren und um die Effizienz zu steigern. Die selbstlernende Natur der Künstlichen Intelligenz ist dazu in der Lage, komplexe Probleme zu lösen und Prozesse zu überdenken. Deswegen hat KI das Potenzial, die Art wie wir Planen und Bauen neu zu definieren. Die Möglichkeiten sind nahezu unbegrenzt. Welche Projekte sind jetzt schon möglich?

Generatives Design

Eine herausragende Fähigkeit von Künstlicher Intelligenz liegt darin, viele unterschiedliche Variationen eines Modells zu erforschen, um die optimale Option zu finden – ein Ansatz, der als „generatives Design“ bekannt ist. Diese Methode wird bereits erfolgreich in der Fertigungsindustrie angewandt, und Unternehmen wie z. B. Alice Technologies arbeiten daran, sie auch im Bauwesen zu integrieren.

Eine potenzielle Anwendungsmöglichkeit besteht in der Verbindung mit BIM (Building Information Modeling). Durch KI werden BIM-Modelle auf Tausende mögliche Designänderungen hin analysiert, um ein stabileres oder kostengünstigeres Design zu finden. Was bei einem Menschen monatelange Arbeit in Anspruch nehmen würde, wird dank Künstlicher Intelligenz in nur wenigen Stunden erreicht.

Bauteil- und Materialanalyse

Schon heute nutzt die Industrie Künstliche Intelligenz, um Produktionsabläufe und Materialqualität zu analysieren. Ein Beispiel dafür ist die KI-gestützte Fertigung von vorgefertigten Gebäuden oder Bauteilen. Doch auch direkt auf der Baustelle wird KI in Zukunft bei der Analyse von Bauteilen und Materialien zum Einsatz kommen.

Die automatische Identifizierung von Mängeln in Baumaterialien und Bauteilen bietet enormes Potenzial. Durch speziell geschulte Algorithmen können KI-Systeme darauf ausgerichtet werden, bestimmte Muster und Abweichungen von Standards zu erkennen. Sobald dies gelingt, ist es nur eine Frage der Zeit, bis solche KI-Systeme Bilder oder andere Daten automatisch analysieren und Mängel feststellen können.

Unterstützung für das Projektmanagement

Bauprojekte neigen oft zu Verzögerungen oder Kostenüberschreitungen, selbst wenn erfahrene ProjektmanagerInnen sie überwachen. Forschungsprojekte zu KI-Prognosealgorithmen zeigen jedoch, dass diese Technologie äußerst präzise bei der Schätzung von Kostenüberschreitungen in Projekten ist.

Es ist davon auszugehen, dass ProjektmanagerInnen in der Zukunft vermehrt auf KI-gestützte Software setzen werden, um beispielsweise Verzögerungen im Projektablauf frühzeitig zu erkennen. Diese fortschrittlichen Algorithmen ermöglichen eine genauere Einschätzung des Zeit- und Budgetrahmens, was dazu beiträgt, Bauvorhaben effizienter und kosteneffektiver zu gestalten.

Der Einsatz von Drohnen

Im Vergleich zur Künstlichen Intelligenz sind Drohnen heute bereits in einem weitaus breiteren Umfang auf Baustellen im Einsatz. Dennoch hat die Künstliche Intelligenz die Fähigkeit, den Einsatz von Drohnen intelligenter und produktiver zu gestalten. Innovative Software-Unternehmen nutzen KI, um Drohnen so zu trainieren, dass sie „verstehen“, was sie sehen. Die Anwendungsmöglichkeiten intelligenter Drohnen sind vielfältig und reichen von der Erkennung gefährlicher Aktivitäten bis zur Überwachung des Produktivitätsniveaus. So könnte eine Drohne z. B. erkennen, dass ein Arbeiter seinen Helm nicht trägt, dass vier Bagger nicht ausgelastet sind oder dass Feuchtigkeit in einem bestimmten Areal zunimmt. Intelligente Drohnen können somit dazu beitragen, Planungsarbeiten, Baustellen und Gebäude in allen Phasen effektiver zu managen.

Entsorgungs- und Recycling-Management

In den kommenden Jahren dürfte der verstärkte Einsatz von KI-basierten Technologien dazu beitragen, nachhaltigere Prozessabläufe in der Baubranche zu etablieren. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Verbesserungspotenzial im Umgang mit Bauabfällen. Allein in Deutschland geht das Umweltbundesamt von rund 200 Millionen Tonnen Bauabfällen pro Jahr aus. Besorgniserregend ist vor allem der steigende Anteil mineralischer Bauabfälle, die auf speziellen Deponien entsorgt werden müssen.

Künstliche Intelligenz präsentiert sich hier als vielversprechender Lösungsansatz, um das Entsorgungs- und Recycling-Management von Bauabfällen zu optimieren. Durch die Analyse von Daten wie Materialkosten, Recyclingmöglichkeiten und Umweltauswirkungen können KI-Systeme autonom entscheiden oder Empfehlungen abgeben, ob ein bestimmtes Material wiederverwendet, recycelt oder entsorgt werden sollte. Dies ermöglicht eine effizientere Nutzung von Ressourcen, senkt Kosten und reduziert den ökologischen Fußabdruck.

Welche Hürden gibt es für KI im Bauwesen?

Der Einsatz von KI im Bauwesen bringt zwar viele Möglichkeiten mit sich, aber es gibt auch einige Hürden und Herausforderungen, die überwunden werden müssen. So z. B.:

• Hohe Anfangsinvestitionen: Die Implementierung von KI-Technologien erfordert oft erhebliche finanzielle Mittel für die Anschaffung von Hardware, Software und Schulungen für das Personal. Viele kleinere Bauunternehmen könnten Schwierigkeiten haben, diese Kosten zu tragen.
• Mangel an qualifizierten Fachkräften: Es besteht ein Mangel an Fachkräften, die sowohl über Kenntnisse im Bauwesen als auch in der KI-Entwicklung verfügen.
• Integration mit bestehenden Systemen: Die Integration von KI in bestehende Bauprozesse und Systeme kann komplex sein. Unterschiedliche Software- und Hardwareplattformen müssen möglicherweise harmonisiert werden, um eine reibungslose Zusammenarbeit zu gewährleisten.
• Datenschutz und Sicherheit: Die Nutzung großer Mengen sensibler Daten im Baubereich wie etwa Pläne, Finanzdaten oder personenbezogene Informationen erfordert strenge Sicherheitsmaßnahmen und Datenschutzrichtlinien, um Missbrauch und Datenschutz-verletzungen zu verhindern.
• Rechtliche und ethische Fragen: Der Einsatz von KI wirft rechtliche und ethische Fragen auf, insbesondere im Hinblick auf Haftung bei Fehlern oder Unfällen, Datenschutz und die ethische Verwendung von Technologien.

Die Integration von KI revolutioniert das Bauwesen durch effizientere Prozesse und neue Arbeitsmethoden. Vom generativen Design über die Bauteil- und Materialanalyse bis hin zur Unterstützung im Projektmanagement zeigt KI vielfältige Anwendungsbereiche. Trotz vieler Potenziale stehen Herausforderungen wie hohe Anfangsinvestitionen, Fachkräftemangel und Datenschutzfragen im Weg. Die zukünftige Entwicklung von KI im Bauwesen verspricht jedoch eine nachhaltigere und effizientere Baubranche.

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