Besser, schneller und nachhaltiger: 10 Vorteile der digitalen Bautechnik

• Durch die Digitalisierung des Bauwesens wird die Baubranche umgestaltet, indem Technologien integriert werden, die Bauunternehmen detaillierte Einblicke in die Betriebsabläufe ermöglichen
• Baufirmen, die diese Technologien integrieren, können erhebliche Effizienzgewinne durch Kosteneinsparungen und schnellere Projektabwicklung erzielen
• Mit dem weiteren Fortschritt der Bautechnologien werden diese letztendlich in eine integrierte Entwicklungsumgebung konvergieren, in der sich Building Information Modeling (BIM) als zentrale Plattform etabliert

Die Digitalisierung des Bauwesens führt momentan zu radikalen Veränderungen bezüglich Hardware, Software und der Rolle des Menschen auf der Baustelle. Immer differenziertere und sensiblere Methoden zur Erfassung sauber strukturierter Daten aus dem Staub und Schmutz der Baustelle vermitteln Bauunternehmen ein immer klareres Bild davon, wie sie ihre Abläufe effizienter gestalten können.

Die innovative Baustelle von heute zeichnet sich durch die intensive Integration und Interaktion zahlreicher neuer Technologien aus.

Zum Beispiel können maschinelle Lernalgorithmen schon vor Beginn der eigentlichen Bauphase durch bedarfsgerechte Angebotserstellung die Materialbeschaffung optimieren. Während der Bauarbeiten kann es sein, dass ein vierbeiniger Roboter über die Baustelle läuft. Seine Aufgabe besteht darin, mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Reality-Capture-Technologie Gefahren und Fallstricke zu erkennen, die Baustelle auf abgeschlossene Arbeiten und Sicherheitsrisiken untersuchen und die erfassten Informationen zur Aktualisierung eines dynamischen Gebäudedatenmodells (Building Information Model - BIM) verwenden. Diese eingespeisten Daten könnten bei der Steuerung von einem 3D-Druckroboter verwendet werden, der kohlenstoffarmen Beton extrudiert. Während der Betonhärtung wird der Fortschritt im Modell aktualisiert.

Mit solchen Technologien sind Generalunternehmer jederzeit darüber informiert, was im jeweiligen Abschnitt bzw. der jeweiligen Phase des Bauprojekts aktuell passiert – alles mit beispielloser Detailtreue sowie Zeit- und Kostenersparnissen. Diese Tools versprechen neue Maßstäbe für die Genauigkeit und Berechnung und können dadurch zu einer besseren – und nachhaltigeren – gebauten Umwelt beitragen.

1. Minimierung der Projektrisiken durch maschinelles Lernen

Maschinelles Lernen ist ein Teilbereich der KI, der Algorithmen verwendet, um Muster in Daten oder in der Umgebung zu erkennen und die Ergebnisse dieser Analysen dynamisch zur Verbesserung der Leistung umsetzt. Oft werten diese Algorithmen im Hintergrund erfasste Baudaten aus, die in den jeweils verwendeten Software-Programmen hochgeladen oder erzeugt werden. Sie überprüfen Projektverfolgungssoftware, Zeichnungen, Modelle, Genehmigungen und andere Dokumente, um Muster, potenzielle Konflikte oder Sicherheitsrisiken zu erkennen. Diese Daten können verwendet werden, um Projektausschreibungen zu optimieren sowie um Kosten- oder Terminrisiken vor dem Baubeginn zu klären.

EarthCam ist ein führender Anbieter von Live-Kameratechnologie, Inhalten und Dienstleistungen. Bauteams können damit Projekte kontrollieren und dokumentieren. Von Webcam-Inhalten über Live-Streaming-Videos bis hin zur Visualisierung von Bauarbeiten im Zeitraffer stellt EarthCam ein umfassendes Ökosystem visueller Datenlösungen zur Verbesserung des Projektmanagements und zur Förderung der Transparenz bereit.

Die US-amerikanische Firma verwendet auch hochmoderne serverseitige KI und Edge Computer Vision, die die visuelle Fähigkeit des Menschen übersteigt. Sie setzt auf KI-Objekterkennung um Warnungen, Markierungen und Visualisierungen zu automatisieren. Somit wenden die Teams weniger Zeit für die manuellen Beobachtung von Projekten auf und können mehr Energie in die Umsetzung von Maßnahmen stecken.

Matterport ist ein führendes Unternehmen für räumliche Daten mit Schwerpunkt auf der Digitalisierung und Indexierung der gebauten Welt. Die US-amerikanische Firma ermöglicht Bauteams die Erstellung und gemeinsame Nutzung eines digitalen Zwillings. Dieser kann dann für die Planung, den Bau und den Betrieb von Raumobjekten aller Art verwendet werden. Auf der Unternehmensplattform spielt KI eine entscheidende Rolle: Cortex AI von Matterport fungiert als Backbone für die gesamte technologische Infrastruktur.

Auch Construction IQ von Autodesk (ein Modul der Autodesk Construction Cloud) verwendet maschinelles Lernen, um potenzielle Risiken vorherzusagen, bevor sie zu kostspieligen Auswirkungen in nachgelagerten Bereichen führen. Dies erfolgt über eine automatische Ursachenanalyse sowie die Zuordnung eines potenziellen Risikoniveaus. Construction IQ untersucht Risiken bezüglich Planung, Qualität, Sicherheit und Projektmanagement. Die Anwendenden haben auch die Möglichkeit, ein Dashboard zu erstellen, das Probleme nach Risikofaktoren auf Projektebene sowie auf projektübergreifender Ebene einstuft.

Beispielsweise erstellt das Tool Meldungen über Subunternehmer, denen bereits Sicherheitsrisiken zugeordnet wurden, oder stuft die Dringlichkeit von Auskunftsverlangen ein – alles im Rahmen der Autodesk Construction Cloud. Projektgruppen gewinnen durch Construction IQ umsetzbare Erkenntnisse über die möglichen Fehlerquellen ihres Projekts, was den Fokus der Bauleiter genau dann dorthin lenkt, wo er sein sollte.

2. Integrierung der Robotertechnik mit neuen Bautechniken

Der Erfolg der Robotertechnik als Bautechnik hängt vom Fortschritt anderer Bautechniken sowie von der Qualität ihrer Interaktionen ab. Ob Standortkartierung und -inspektion, Materiallieferung oder Installation von Bauelementen: Auf der digitalisierten Baustelle von heute kann die vom Bauroboter geleistete körperliche Arbeit nur gelingen, wenn der Roboter drei Faktoren versteht. Es handelt sich dabei um den physischen Raum, in dem er sich befindet, wie sich die Bedingungen um ihn herum ändern und welche Auswirkungen seine Arbeit auf den gesamten Bauplan hat. Wenn diese Voraussetzungen erfüllt sind, wird eine reibungslose Integration u. a. mit Reality-Capture-Plattformen, Baumanagement-Software und KI sowie BIM ermöglicht.

Derzeit können KI-gestützte Roboter zwar einzelne Aufgaben geschickt erledigen, weisen aber oft Mängel in puncto Flexibilität auf. Der Jaibot von Hilti ist z. B. speziell für Bohrungen in Gebäudedecken konzipiert. Er kann das Drehmoment ändern, um verschiedene Materialien zu durchdringen, und weiß, wie zu reagieren ist, falls er auf Bewehrungsstahl treffen sollte. Der Tybot von Advanced Construction Robotics verwendet einen Bockkran, um horizontalen Bewehrungsstahl zu verbinden. Der BUNKER von Weston Robot ist ein Liefer- und Schlepproboter, der sich auf zwei Gleisketten bewegt und mit LIDAR navigiert. Er kann bis knapp 60 kg ziehen und verfügt über eine Akkulaufzeit von vier Stunden.

Eine der gängigsten Rollen für einen Roboter auf der Baustelle ist die des autonomen Bauinspektors. Brand- und Rauchstufe erkennen, die Verwendung der nötigen PSA erfassen, die Fortschritte verfolgen, Gesichter erkennen sowie Warnmeldungen für Ausrutsch-, Stolper- und Sturzgefahren anzeigen: Das alles kann der viBOT, ein vierrädriger 3D-Scanroboter von viACT. Der Spot von Boston Dynamics wurde erst vor kurzem auf den Markt gebracht und verwendet Gelenkbeine, um Orte zu erreichen, die für Radroboter unzugänglich sind.

3. Kontrolle über Projektdaten mit vernetztem Bauen

Als vernetztes Bauen wird ein Ansatz für die Digitalisierung aller Bauaktivitäten und Beschleunigung der neuen Methoden zur Datenerfassung bezeichnet. Im Allgemeinen bezieht sich der Begriff „vernetztes Bauen“ auf Technologien, die eine genauere Kontrolle und Organisation von Baudaten ermöglichen. Teils handelt es sich dabei um umfassende Technologien – , die Aufgaben wie die Verfolgung und Verwaltung von Terminvorgaben für Projekte, Materialflüsse oder Gerätverwendung übernehmen, teils um spezialisierte Einzellösungen. Autodesk Takeoff – ein Modul der Construction Cloud – unterstützt Bauleiter beim Ermitteln der für ein konkretes Projekt benötigten Materialmengen. Diese Funktion kann Pläne und Modelle analysieren sowie die Anzahl der Bauelemente durch Definition eines Bereichs oder einer linearen Projektion erfassen. Sie ist auch in der Lage, Einheitskosten für Haushaltsvoranschläge anzuwenden.

Insgesamt gesehen sind Reality Mapping und Datenintegration die häufigsten Anwendungsfälle für digitales Projektmanagement. Plattformen wie Evercam, NavVis, Oculo oder OpenSpace analysieren die Geschehnisse auf der Baustelle und überprüfen Fortschritte.

4. Baustellensicherheit- und Projektablaufbewertung mit Augmented Reality

Augmented Reality (AR) ist nah verwandt mit der Virtuellen Realität (VR). Bei VR handelt es sich um eine völlig künstliche immersive Visualisierung einer Umgebung. Bei AR im Bauwesen dagegen wird die physische Baustelle mit einem 3D-Modell von Bauelementen überlagert. Dadurch können die Baubeteiligten ihren BIM-Datensatz vor Ort verwenden und die AR-Umgebung betrachten, während sie sich durch die tatsächliche Baustelle bewegen.

Dieser Prozess findet auf verschiedenen Ebenen der Immersion statt, da Plattformen in Handheld-Geräte integriert werden – wie Smartphones oder Tablets – oder auch in VR-Headsets oder Brillen, die das gesamte Blickfeld einnehmen. Diese mit AR erweiterten bildlichen Darstellungen werden zur Bewertung von Bausicherheit und Projektabläufen sowie zur Kollisionserkennung verwendet.

GAMMA AR überlagert 3D-BIM Modelle auf eine Baustelle mithilfe von einer AR, die die Erkennung von Abweichungen schon vor der Bauphase ermöglicht, was Fehler reduziert und unnötiges Hin und Her zwischen den Parteien vermeidet. Ein weiterer Anwendungsfall ist der Einsatz für die Visualisierung von Modellen und Bauplänen vor Beginn der Bauphase.

Bauteams, die dieses Tool für die Erfassung der Fortschritte auf der Baustelle benutzen, können vor Ort erfasste Daten mit Assets innerhalb Autodesk Build verknüpfen. Nach erfolgreicher Verknüpfung lassen sich Baustellendaten direkt innerhalb von 3D-BIM-Modellen visualisieren, die in Build verwaltet werden.

Mit der Resolve-Integration können Projektgruppen ihre in der Autodesk Construction Cloud gehostete Modelle in VR überprüfen. Sie können die Speech-to-Text-Funktion verwenden, um die VR mit Anmerkungen zu versehen. Außerdem haben sie Zugriff auf wichtige 2D-Dokumente, um Modelle zu validieren, sowie die Möglichkeit, größere BIM-Projekte auf VR-Einzelgeräten zu öffnen. Resolve ermöglicht bei Projekten stärkere Interaktionen mit vorhandenen BIM-Assets, um sicherere, effizientere und nachhaltigere Anlagen zu bauen.

vGIS.io konvertiert räumliche Daten wie BIM, GIS und 3D-Scans in baugeeignete digitale Zwillinge und AR. vGIS enthält Plug-Ins für Autodesk Civil 3D, Revit und Navisworks und kann direkt mit der Autodesk Construction Cloud integriert werden, um die manuelle Datenaufbereitung für eine AR zu reduzieren oder sogar zu eliminieren.

Workshop XR von Autodesk erstellt ein virtuelles Meeting für die Projektgruppe, bei dem die Avatare der Projektbeteiligten BIM-Modelle im Maßstab 1:1 untersuchen und erkunden können. Während der Zusammenarbeit in diesem virtuellen Raum können die Gruppenmitglieder Modelle vergrößern, verkleinern oder drehen sowie Schichten eingebetteter Daten abtragen, um Probleme zu diagnostizieren und Probleme mit Abläufen hervorzuheben. In Kombination mit einem VR-Headset erschließt Workshop XR neue Möglichkeiten der Immersion und Visualisierung, denn die gleiche Projektgruppe – vertreten durch ihre Avatare – kann das Modell für einen näheren Blick auch betreten. Diese Plattform ist völlig mit der Autodesk Construction Cloud integriert und stellt somit eine gemeinsame Datenumgebung (Common Data Environment – CDE) sowohl für technisches als auch nichttechnisches Personal bereit. Dabei gilt es als eine intuitive Darstellung von Bauwerken mit beispielloser Zugänglichkeit.

Mit XYZ Reality können Bauteams Hologramme von BIM-Modellen auf der Baustelle mit einer Genauigkeit von 3 bis 5 Millimetern anzeigen und positionieren, diese in Echtzeit validieren und während aller Bauphasen sofortige Entscheidungen vor Ort treffen. Mit einer Kombination aus für das Ingenieurwesen geeigneter AR-Technologie und umfassenden Projektkontrollen bietet XYZ Reality Bauträgern und -unternehmern eine präzise und objektive Methode für die Verwaltung und Durchführung von Projekten an, die es den Bauteams ermöglicht, Objekte auf Anhieb plangemäß zu realisieren.

5. KI-Einsatz für eine beschleunigte Projektabwicklung und Kostenersparnisse

Wie die Robotertechnik, mit der sie oft verbunden wird, stellt KI ein sehr breites Forschungsgebiet dar. Auf der Baustelle beschränken sich ihre praktische Anwendungsfälle zumeist auf wenige Schwerpunkte. KI unterstützt Technologieplattformen, die Sicherheitsrisiken erkennen und vorhersagen, Bauzeitpläne überwachen, Verzögerungen kennzeichnen, IoT-Netzwerke koordinieren, Drohnen steuern und neue Schichten von Metadaten zum Einbetten in BIM-Modelle extrapolieren. Üblicherweise suchen diese KI-Algorithmen nach Einsparungspotenzialen sowie nach Optionen zur Reduktion von Kohlenstoffemissionen.

Bimmatch ist eine Plattform zur Produktidentifizierung und -beschaffung, die KI einsetzt, um die optimalen Baustoffe und -elemente für das jeweilige Projekt zu wählen, indem es diese unter anderem nach Kosten und CO2-Bilanz bewertet. Die Plattform (die als Plug-In für Autodesk Revit bereitgestellt wird) kann Stücklisten automatisch erzeugen und die Zeit, die für die manuelle Suche nach Baustoffen und -teilen aufgewendet wird, um bis zu 75 % reduzieren.

6. Kostenverwaltung, Zeitplanung und mehr mit BIM-Fähigkeiten

BIM-Produkte wie Autodesk BIM Collaborate, Revit, oder Navisworks setzen sich in den Bereichen Architektur, Ingenieurwesen, Bauwesen und Gebäudebetrieb zunehmend zur Vernetzung von 3D-Modellen mit Echtzeit-Daten durch.

Gleichzeitig führt die Entwicklung von BIM in komplexere Dimensionen, die über eine reine visuelle Darstellung hinausgehen und das Projektmanagement unterstützen. BIM-Ebenen – auch „BIM-Dimensionen“ genannt – werden erweitert, um unter anderem Projektzeitpläne und Angaben zum Budget einzubinden. Dabei werden neue Arten von Metadaten zum Modell hinzugefügt.

Zum Beispiel lässt sich 4D BIM üblicherweise als integriertes Tool für die zeitliche Planung und Ablaufsteuerung bei Projekten definieren. Es ermöglicht Baubeteiligten zu sehen, ob die individuellen Elemente, die noch im Bau sind, dem Gesamtplan entsprechen. Dazu können sie auch in Echtzeit bestätigen, dass diese Elemente ordnungsgemäß und in der richtigen Reihenfolge installiert wurden.

5D BIM bindet Kostendaten ein: Dabei ordnet es den jeweiligen Elementen monetäre Werte zu und aktualisiert Budgetinformationen bei Änderungen auf der Baustelle. So setzte etwa das britische Gemeinschaftsunternehmen Galliford Try Costain and Atkins auf 5D-BIM für die Erweiterung einer veralteten Kläranlage in Liverpool, die 600.000 Menschen versorgt. Mithilfe von Navisworks Manage und Autodesk Construction Cloud verwendete das Projektteam ein digitales Modell, um Bausequenzen vor der Bauphase zu üben. Dazu konnten sie Kostenschätzungen aus den Modellen berechnen, was den Einsatz von Value-Engineering bei der Planung von Pumpanlagen und anderen Elementen ermöglichte.

Die nächsthöheren BIM-Dimensionen sind weniger präzise definiert: Generell versteht man unter 6D BIM die Verwaltung der Nachhaltigkeit und der CO2-Bilanz und unter 7D BIM u. a. die Einbeziehung von Wartungs-, Management- oder Gebäudebetriebsdaten sowie die Verwaltung von Wartungsplänen, Garantien oder Inspektionen.

Im Zuge der Digitalisierung sämtlicher Phasen der Planung, des Bauwesens und des Gebäudebetriebs wird BIM letztendlich alle anderen oben erwähnten Technologien einbeziehen, sobald sie miteinander verbunden werden und über die Plattform miteinander kommunizieren.

7. Verfolgung vernetzter Geräte mit IoT 

Zur Koordination der Kosten- und Zeiteffizienz wird das Internet der Dinge (IoT) – sprich: die Vernetzung von Hardware – für alle Tätigkeiten auf der Baustelle zunehmend unverzichtbar. Bei Aufgaben wie der Überprüfung einer Baustelle nach unvollständigen Arbeiten brauchen Roboter und Drohnen das IoT, um ihre Tätigkeiten ans übergeordnete digitale Modell zu melden. Die Verwendung vernetzter Sturzsensoren und anderer tragbaren Geräte kann zu einer verbesserten Baustellensicherheit führen. Individuelle Bautools oder -Fahrzeuge können ebenfalls vom IoT profitieren, denn eine solche Vernetzung ermöglicht die Überwachung des Anwendungsstatus oder den Bedarf nach Wartungs- oder Reparaturarbeiten.

Die Baufirma Skanska arbeitet aktuell an der Entwicklung einer ML-Plattform, die die Fahrten größerer Lastwagen zwischen mehreren Baustellen optimieren kann. Dazu werden die Fahrzeuge vernetzt, um Leistungsfähigkeit und Kosteneffizienz zu steigern. In Zusammenarbeit mit der norwegischen Tech-Firma Ditio baut das schwedische Unternehmen eine KI-Plattform, die Lastwagenrouten optimiert, um Leerlauf- und Stillstandszeit, Kraftstoffverbrauch und Instandhaltungskosten zu verringern.

Die US-amerikanische Firma Tenna stellt Asset-Tracking-Geräte her, die an Maschinen oder Fahrzeuge angebracht werden können. Unter den Tools sind sogenannte Fleet-Tracker für die Verfolgung von Flotten größerer Fahrzeuge sowie kabellose GPS-Tracker für größere Maschinen und Bluetooth-Tracker für kleinere Geräte wie Elektrowerkzeuge. Projektverantwortliche können den Standort ihrer Assets auf einer Karte sehen sowie Nutzungsdaten oder Wartungsverläufe aus der Vergangenheit abrufen.

8. Tiefere Erkenntnisse mit fortgeschrittenen Analysetools 

Der Wert von neuer Bautechnik beschränkt sich nicht auf visuelle Repräsentationen von Ereignissen auf der Baustelle. Dank zahlreichen Applikationen für die Dokumenten- und Vertragsverwaltung können Teammitglieder aus den Bereichen Architektur, Ingenieurwesen, Bauwesen und Gebäudebetrieb projekt- und zeitübergreifende Änderungen verfolgen, die Vorqualifikationen von Anbietern prüfen, den passenden Anbieter für das jeweilige Projekt finden, die Einhaltung arbeitsrechtlicher Vorschriften überprüfen und Informationen schnell an alle relevanten Parteien weiterleiten.

Um eine Datennutzungsoptimierung zu erzielen, die eine einfache Berichterstellung oder gebrauchsfertige Dashboards überschreitet, können Teams auf das Data Connector-Tool in der Autodesk Construction Cloud zugreifen. Mit diesem Werkzeug können Teams die Daten aus der Plattform entpacken für eine bedarfsgerechtere Datenverteilung und -Neuanordnung – das so-genannte Data-Slicing und -Dicing – in anderen Business-Intelligence-Tools. Über Data Connector ist auch eine optimierte Integration mit Microsoft Fabric möglich, wodurch man Daten einfach abrufen und mit anderen Datenquellen kombinieren kann. Damit wird das Potenzial aller Daten erschlossen und die Grundlage für ein zukünftiges KI-Wachstum geschaffen.

Ob Datenintegration und -auswertung aus über 20 Applikationen – von Autodesk Civil 3D bis Pinterest – oder die Gestaltung in intuitiv lesbaren Formaten – wie Grafiken, Tabellen, Modelle oder Text: Toric stellt Bauteams BIM-kompatible Tools zur Visualisierung von Daten bereit, die keine Programmierkenntnisse erfordern, aber über ein großes Leistungsvermögen verfügen.

9. Erstellung detaillierter 3D-Modelle mit LIDAR und Drohnen

Ähnlich wie Roboter werden auch Flugdrohnen unverzichtbare Geräte für Bauunternehmen, die die Effizienz ihrer Baustellenverwaltung maximieren müssen. Der Markt für Consumer-Drohnen hat ein explosionsartiges Wachstum erlebt und auf der Baustelle kommt eine Vielzahl vielseitiger Photogrammetrie-Applikationen zum Einsatz, die zur Erstellung hochdetaillierter Karten und zur Überwachung des Baufortschritts verwendet werden.

Allerdings sind die Flugzeiten von Drohnen durch die Lithium-Ionen-Akkutechnologie, mit der sie betrieben werden, stark eingeschränkt: die maximale Flugdauer einer Consumer-Drohne beträgt 30 Minuten. Aus diesem Grund setzt das britische Wasserstoff-Brennstoffzellen-Unternehmen H2GO ihre Kompakt-Brennstoffzellen-Technologie in Flugdrohnen ein. Die sicheren und leichten Brennstoffzellen haben eine dreimal längere Betriebsdauer als herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus und erzeugen dabei keine CO2-Emissionen.

Durch die Verwendung von LIDAR-Technologie kann man mit der neuen Generation von Starrflügler- oder Quadrocopter-Drohnen detaillierte 3D-Modelle aus der Luft erstellen. Die bei LIDAR verwendeten Modelle sind aus Punktwolken zusammengestellt, die erzeugt werden, wenn tausende von Laserstrahlen pro Sekunde auf ein Ziel gerichtet werden. Diese Methode bietet deutlich mehr formale und strukturelle Details als die herkömmliche Photogrammetrie und eignet sich daher besser für die Vermessung von Wäldern und laubreichen Gebieten sowie für Baustellen mit einer vielfältigen Topografie. LIDAR wird auch bei Gebäuden mit komplexeren formalen Eigenschaften und sichtbaren Gliederungselementen, die regelmäßig inspiziert werden müssen, erforderlich.

DroneDeploy ist die führende Enterprise-Grade-Plattform für Reality Capture und stellt damit eine robuste, skalierbare Unternehmenslösung dar. Die Software konvertiert Baustellen, Bauwerke und Assets in klare digitale Darstellungen und erzeugt damit wertvolle Erkenntnisse für Bauteams. Durch Kartierung, 3D-Modellierung, Analyse und Berichterstattung kann dieses Plattform eine detaillierte und genaue digitale Nachbildung jedes Standorts bereitstellen – egal ob es sich um die Innenarchitektur, Außenarchitektur oder auch Erdarbeiten handelt. Damit sind Projektteams in der Lage, Maßnahmen zu ergreifen, Zeit zu sparen oder unvorhergesehene Kosten zu senken. Bei diesem Autodesk-Produkt verfügt man über die Möglichkeiten, hochauflösende Luftbildkarten und 360 Bilder nach Autodesk Build, Autodesk Docs, oder BIM 360 zu exportieren.

Mit Cintoo Cloud lassen sich terrestrische Laserscandaten in BIM-kompatible Realitätsdaten wandeln. Anwendende können diese Daten zur gemeinsamen Nutzung freigeben, mit Anmerkungen versehen, anschauen, messen oder für Scan-to-BIM-Arbeitsabläufe verteilen. Jede Scanposition kann in ein 3D-Netz umgewandelt werden, das bis zu 20-mal kleiner ist als die ursprüngliche Punktwolke. Das bietet den Vorteil, dass die Genauigkeit Ihrer Designdateien dadurch verbessert wird. Liefern können Projektteams dann eine Reihe von Scans, einen Arbeitsbereich, Schnitte, Ausschnitte oder das gesamte Projekt in seinem ursprünglichen Punktwolkenformat zur Verwendung in Desktop-Applikationen wie Autodesk AutoCAD, Revit, oder Navisworks.

Hammer Missions produziert Drohnen-Software für Karten, Modelle und Inspektionsberichte. Die Firma bietet eine Standard-Suite, in der u. a. Inspektionsapplikationen für Fassaden, Dächer, Windturbinen oder Mobilfunkmasten sowie Solarmodule inbegriffen sind. Dazu kommt eine einzigartige Berechnungsfunktion, mit der Baubeteiligte nach einer Luftbildinspektion das genaue Volumen von losem Baumaterial – Sand, Kies, Erde oder Salz – mit nur wenigen Klicks messen können. Die Software kann einen automatischen Flugplan für eine bestimmten Baustelle erstellen und ein 3D-Modell davon zusammenstellen. Nachdem der Benutzer die Grenzen des Haldenbestands festlegt, berechnet die Software dessen Volumen.

10. Flexiblere Gestaltung mit Fertigbautechnikweise der nächsten Generation

Der lang gehegte Traum von Gebäuden, die mit der intuitiven Modularität von Legosteinen zusammengesetzt werden, ist ein Wunsch, der oft an der Umsetzung scheiterte. Die heutigen Pioniere der Vorfertigung setzen aber ihren Schwerpunkt auf Materialwissenschaft und Robotertechnik, um die mangelnde Skalierbarkeit zu überwinden, die früheren Innovatoren im Wege stand.

Das britische Ingenieurbüro Bryden Wood verwendete ein DfMA-Verfahren (Design for Manufacture and Assembly), um eine Reihe modularer Korridore für die Londoner Flughäfen Heathrow und Gatwick zu errichten. Diese wurden in einer Fertigungsanlage in der Nähe der Baustelle hergestellt und mit einem Kran eingebracht.

Mehrere junge Unternehmen setzen auf 3D-Druck, um die gewinnbringende Kombination aus effizienter, anspruchsvoller Standardisierung und flexibler Gestaltung für den Modularbau nutzbar zu machen. Mighty Buildings bietet ein Verfahren an, das 3D-Druck mit einer abseits vom Baugelände stattfindenden Modularbauweise vereint. Die kalifornische Baufirma setzt einen Baustoff ein, der zu 60 % aus Recyclingglas besteht und bei 30 % niedrigerem Gewicht dreimal so stark ist wie Beton. Das Material wird standortfern unter der Verwendung von ultraviolettem Licht ausgehärtet und kann in verschiedensten maßgeschneiderten Formen angefertigt werden.

Icon Build produziert 3D-gedruckte Häuser aus Carbon X, einem Beton, bei dessen Fertigung 42 % weniger CO2-Emissionen entstehen im Vergleich zu dem Mischstoff, den die Firma zuvor herstellte. Laut dem MIT Concrete Sustainability Hub handelt es sich um die Bauweise mit den niedrigsten Kohlenstoffemissionen über die ganze Lebensdauer überhaupt. Diese Methode produziert sogar 2 bis 6 % weniger Kohlenstoffemissionen als die übliche Holzrahmenbauweise. Während der erste Roboter, den die Firma entworfen hatte, ein Bockkran für einstöckige Objekte war, handelt es sich bei der neusten Variante – dem Phoenix – um einen Gelenkarmroboter, der mehrstöckige Gebäude aufbauen kann. Der 33,5 Meter-lange Roboter kann zu und von der Baustelle transportiert werden und kann auch Bauelemente errichten, die sich nicht nur auf den Rohbau beschränken, wie zum Beispiel Fundamente oder Dächer.

Je ausgereifter und technisch leistungsstärker dieser Technologien werden, desto weniger werden sie als eigenständige Produkte und Werkzeuge wahrgenommen. Schließlich werden sie als Komponenten einer allumfassenden Datenumgebung eingeordnet. Diese Rolle wird wahrscheinlich durch BIM übernommen, das auch als Hauptkoordinator agieren wird. Dabei wird sich die Funktion des BIM von einem Visualisierungswerkzeug in einen ganzheitlichen Baumanagement-Apparat verwandeln.