KI im Bauwesen: Von der Planung bis zum Projektabschluss

Die Integration von Künstlicher Intelligenz (KI) revolutioniert das Bauwesen und beeinflusst alle Phasen eines Bauprojekts – von der Planung bis zum Abschluss. Bereits 74% der Bauunternehmen nutzen KI-basierte Tools in mindestens einer Phase ihrer Projekte. Vor allem aus den Planungsphasen ist KI heute nicht mehr wegzudenken.

Als Pejano Bauunternehmung GmbH möchten wir einen umfassenden Überblick über den Einsatz von KI in den verschiedenen Projektphasen geben, aufzeigen, wie die Phasen künftig zusammengedacht werden können und über die Risiken und Perspektiven von KI in der Baubranche informieren.

KI im Bauwesen

Projektphase 1: Projektvorbereitung

In der initialen Phase eines Bauprojekts, der Projektvorbereitung, spielt die Informationsbeschaffung eine entscheidende Rolle. KI-gestützte Systeme durchsuchen automatisiert digitale Plattformen nach Ankündigungen, Ausschreibungen und relevanten Informationen zu Bauprojekten. Diese automatisierte Datenaggregation ermöglicht eine effiziente und umfassende Marktanalyse, wodurch Unternehmen wie unseres fundierte Entscheidungen treffen können.

Ein weiterer Aspekt ist die Identifizierung geeigneter Grundstücke für Bauvorhaben. KI analysiert dabei verschiedene Parameter wie Lage, Bodenbeschaffenheit und rechtliche Rahmenbedingungen, um optimale Standorte zu ermitteln. Durch diese automatisierte datenbasierte Herangehensweise wird die Effizienz in der Projektentwicklung enorm gesteigert.

Projektphase 2: Planung

Während der Planungsphase unterstützt KI Architekten und Ingenieure bei der Erstellung optimierter Entwürfe. Durch die Analyse umfangreicher Datenmengen können KI-Systeme verschiedene Entwurfsoptionen generieren, die Faktoren wie Materialauswahl, Kosten und Nachhaltigkeit berücksichtigen. Auch individuelle Präferenzen des Auftraggebers sowie Nutzeranforderungen können in den Programmen hinterlegt werden und so automatisiert in die Erstellung der Entwürfe miteinbezogen werden. Der Prozess verschiedene Optionen innerhalb kürzester Zeit durch KI zu erstellen, nennt sich „generatives Design“. Dies kann besonders effektiv in der Stadtplanung eingesetzt werden. Denn: Je mehr Faktoren bei der Planung berücksichtigt werden müssen, desto effizienter ist der Einsatz von KI.

Die KI simuliert Bauprojekte unter Berücksichtigung von beispielsweise Umweltauswirkungen, Bodenbeschaffenheit und Verkehrsströmen. Diese Simulationen tragen dazu bei, potenzielle Herausforderungen frühzeitig zu erkennen und entsprechende Maßnahmen zu planen. Ein eindrucksvolles Beispiel ist ein Stadtentwicklungsprojekt im Norden Stockholms, bei dem der skandinavischer Immobilienentwickler NREP mit Hilfe eines KI-Tools die Anordnung von geplanten Wohngebäuden überprüfte. Das KI-Tool optimierte die menschengemachten Entwürfe, in dem es sechs Prozent mehr Wohnungen schaffte und zudem ein Plus an sechs Tageslichtstunden verzeichnen konnte.

Projektphase 3: Ausführungsvorbereitung

In der Ausführungsvorbereitung optimiert KI die Ressourcenplanung und -zuteilung. Durch die Analyse von Projektdaten können KI-Systeme den Bedarf an Materialien, Personal und Geräten präzise prognostizieren. Dies führt zu einer effizienten Nutzung von Ressourcen und unterstützt so das generelle Ziel der Bauwirtschaft nachhaltiger zu werden. Kosten und Verzögerungen im Bauablauf können ebenfalls reduziert werden.

Des Weiteren unterstützt KI bei der Erstellung detaillierter Zeitpläne, indem sie historische Daten und aktuelle Projektinformationen analysiert und zusammendenkt. Aus den aktuellen Projektdaten kann die KI außerdem Engpässe an Fachkräften und Material oder Budgetüberschreitung ablesen und dementsprechend alternative Baustoffe und Termine vorschlagen.

Projektphase 4: Ausführung

In der Bauausführung ist der Einsatz von KI sehr vielfältig. Beginnend bei selbstlernenden Baumaschinen bis hin zur Optimierung der gesamten Baulogistik. KI-gestützte Maschinen können beispielsweise repetitive Aufgaben wie Betongießen, Schweißen oder Mauerarbeiten übernehmen. Diese autonomen Maschinen benötigen selbstverständlich keine Pausen, sodass der gesamte Baufortschritt beschleunigt wird. Außerdem minimiert die Automatisierung der Prozesse sowohl menschliche Fehler als auch Kosten. Um den CO2-Ausstoß auf Baustellen zu reduzieren, sind KI-Tools in der Lage den optimalen Einsatz von Energie zu berechnen.

Auch bei administrativen Aufgaben kann die KI unterstützen. Muss die Projektleitung Nachunternehmer suchen, Angebote und Leistungsverzeichnisse überprüfen oder den Baufortschritt dokumentieren, lohnt sich der Einsatz von verschiedenen KI-basierten Tools. Ebenso können dringende Fragen zu technischen Standards oder Bauvorschriften von BauGPT, einer spezialisierten Version des klassischen Chatbots, beantwortet werden. Dabei besteht leider noch keine Garantie für die hundertprozentige Richtigkeit der Informationen.

Die Möglichkeiten durch den Einsatz von KI die Sicherheit auf Baustellen zu verbessern sind vielfältig. KI-unterstütze Kameras und Sensoren erkennen fehlende Schutzkleidung oder machen ungeschützte Gefahrenzonen sichtbar. Sensible Anzeiger am Körper erkennen nicht-ergonomische Körperhaltung. Durch die Echtzeitanalyse von Sensordaten können also potenzielle Gefahren erkannt und entsprechende Warnungen ausgegeben werden. Die Folgen sind ein sichereres Arbeitsumfeld mit einem geringeren Unfallrisiko.

Projektphase 5: Projektabschluss

Im abschließenden Projektabschnitt unterstützt KI bei der Dokumentation und Analyse des gesamten Bauprozesses. Durch die Auswertung gesammelter Daten können Erkenntnisse gewonnen werden, die für zukünftige Projekte wertvoll sind. Infolgedessen werden Vorgehensweisen kontinuierlich verbessert und Best Practices implementiert werden.

Zudem ermöglicht KI die vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance) von Gebäuden, indem sie Ausfallzeiten von technischen Anlagen frühzeitig erkennt. Die Lebensdauer von Gebäuden wird verlängert und Bauunternehmen können so langfristig Instandhaltungskosten minimieren.

KI im Bauwesen

Zu schön um wahr zu sein? Risiken von KI-Einsatz im Bauwesen

Zwar hält der Einsatz von KI-gestützten Tools in der Planung und Ausführung von Bauprojekte zahlreiche Vorteile bereit, dennoch dürfen die Risiken nicht unbeachtet bleiben.

So sind zum einen Bauprojekte, in denen viele Prozesse über KI gesteuert werden, umso anfälliger für Cyberangriffe. Gerade bei sensibler Infrastruktur stellt dies ein großes Problem dar. Ein optimaler Schutz der Projektdaten durch Verschlüsselung, Virenschutzprogramme sowie zurückhaltende Berechtigungsvergaben sind daher oberste Priorität. Doch nicht nur die Projektdaten müssen geschützt werden. Zusätzlich muss gewährleistet werden, dass die DSGVO und die Persönlichkeitsrechte aller Mitarbeitenden trotz erhöhtem Einsatz von Kameras und Sensorik gewahrt werden.

Zum anderen sind Haftungsfragen bei Schäden durch Softwarefehler zu klären. Die derzeitige Gesetzeslage in Deutschland bietet in diesem Bereich noch keine umfassende Sicherheit. KI-Tools sollten also nicht überstürzt und nicht ohne vertragliche Rückendeckung eingesetzt werden.    

Um die KI-Systeme in die bestehenden Arbeitsprozesse zu implementieren, sind meist hohe Anfangsinvestitionen nötig. Gerade kleinere bis mittelgroße Bauunternehmen dürften sich daher weiteren Herausforderungen gegenübersehen. Damit die Tools so effizient wie möglich arbeiten können, reicht es nicht, wenn nur einzelne Unternehmen auf KI setzen. Um effizientes Arbeiten zu gewährleisten, müssen auch Bauämter und Nachunternehmen mitziehen.

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Fazit und Perspektiven

Die Integration von Künstlicher Intelligenz in das Bauwesen bietet vielfältige Möglichkeiten zur Optimierung von Bauprojekten und verändert unsere gesamte Herangehensweise – allem voran das Phasendenken. Zwar sind die Prozesse in den meisten Bauunternehmen immer noch in verschiedene Planungs- und Ausführungsphasen unterteilt – ebenso wie in diesem Artikel – doch in Zukunft könnten die festen Grenzen zwischen den Phasen verschwimmen und sich sogar vollständig auflösen. Der Grund: Mittels KI können mehrere Prozesse gleichzeitig ablaufen und in Echtzeit aktualisiert werden. So können in kürzester Zeit die Auswirkungen von Änderungen im Entwurf auf Faktoren wie Materialkosten oder CO2-Ausstoß berechnet werden.

KI trägt dazu bei, Prozesse zu verbessern, Kosten zu senken und die Qualität von Bauprojekten zu steigern. Wenn weiter an den Gesetzesregelungen und Sicherheitsstandards gearbeitet wird, sehen wir, als Pejano Bauunternehmung GmbH großes Potenzial in dieser Technologie. Die Implementierung von KI in bestehende Prozesse ist ein wichtiger Schritt, um unsere Branche zukunftsfähig zu gestalten.

Und wir sind uns sicher: Der Einsatz von KI auf Baustellen und in Planungsbüros soll keineswegs die Mitarbeiter ersetzen, vielmehr geht es darum, das Fachpersonal langfristig zu entlasten und der Abwanderung von Fachkräften entgegenzuwirken. Denn richtig gute Arbeit entsteht genau dann, wenn humane und künstliche Intelligenz im „Team“ zusammenarbeitet.

Quellen:

Wachsender Einsatz von KI im Bauwesen 

KI im Bauwesen (2024): Chancen nutzen und Risiken verstehen

Preisgestaltung am Bau: Wie KI Fehler verhindert

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