Digitales Bauen hat in den letzten Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Es handelt sich dabei um den Einsatz von digitalen Technologien und Werkzeugen im gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes, von der Planung über den Bau bis hin zur Instandhaltung. Ein zentrales Element dieses innovativen Ansatzes ist der digitale Zwilling, ein virtuelles Modell eines physischen Gebäudes, das in Echtzeit aktualisiert wird und als Werkzeug zur Verbesserung der Bau- und Instandhaltungsprozesse dient.

Was ist ein Digitaler Zwilling?

Der digitale Zwilling enthält alle relevanten Informationen über das Gebäude, wie beispielsweise die verwendeten Materialien, die Konstruktion, die technischen Installationen und die Energieeffizienz. Diese Informationen können von allen am Bau beteiligten Parteien genutzt werden, um bessere Entscheidungen zu treffen, Fehler zu vermeiden und die Zusammenarbeit zu verbessern. Während des gesamten Bauprozesses wird der digitale Zwilling kontinuierlich mit neuen Daten gefüttert, beispielsweise aus Sensoren, die auf der Baustelle installiert sind, oder aus Baumaschinen, die mit GPS und anderen Sensoren ausgestattet sind. Auf diese Weise kann der Baufortschritt in Echtzeit überwacht und bei Bedarf angepasst werden.

Nach der Fertigstellung des Gebäudes dient der digitale Zwilling als Informationsquelle für die Instandhaltung und das Facility-Management. Dabei wird die Technologie in neue und bestehende Instandhaltungsprozesse eingebunden. Beispielsweise können Sensoren im Gebäude genutzt werden, um den Energieverbrauch zu überwachen und zu optimieren oder um vorherzusagen, wann bestimmte Teile des Gebäudes gewartet oder ersetzt werden müssen.

Die großen Chancen vom digitalen Zwilling

Während des gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes ermöglicht der digitale Zwilling, Änderungen am Gebäude während des Bauprozesses oder nach der Fertigstellung einfach und kostengünstig zu simulieren und umzusetzen. Dabei können alle am Bau Beteiligten direkt auf das Modell zugreifen und in Echtzeit diese Änderungen vornehmen oder Informationen austauschen. Dies fördert die Zusammenarbeit und vermeidet Missverständnisse und Fehler.

Zusätzlich kann der digitale Zwilling mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) weiter optimiert werden. Beispielsweise können KI-Algorithmen helfen, den Energieverbrauch eines Gebäudes zu optimieren oder vorherzusagen, wann bestimmte Teile des Gebäudes gewartet oder ersetzt werden müssen. Durch diese Möglichkeiten, den Energieverbrauch und andere Umweltaspekte bereits in der Planungsphase zu simulieren, können nachhaltigere Gebäude entworfen und gebaut werden.

Doch die Simulation im digitalen Zwilling vor dem eigentlichen Bau hat einen weiteren Vorteil: Durch die bessere Planung und kontinuierliche Überwachung des Bauprozesses können mit verschiedenen Szenarien optimale Lösungen gefunden und Fehler frühzeitig erkannt werden. Dies führt zu einer Reduzierung von Bauzeit und -kosten. Und auch nach dem Bau dient der digitale Zwilling als Informationsquelle für die Instandhaltung des Gebäudes. Schäden oder Abnutzungen können frühzeitig erkannt und behoben werden, was die Lebensdauer des Gebäudes verlängert.

Risiken des digitalen Zwillings

Allerdings ist jedes Modell nur so gut wie seine Daten. Denn auch die Qualität des digitalen Zwillings hängt maßgeblich von der Genauigkeit und Aktualität der Daten ab, die in das Modell eingespeist werden. Ungenaue oder veraltete Daten können zu falschen Entscheidungen und somit zu Mehrkosten oder Verzögerungen führen. Dabei erfordert sowohl die Datenerfassung, also auch die Verwaltung der Daten spezielle Hard- und Software. Dies kann wiederum zu einer Abhängigkeit von bestimmten Anbietern führen und die Flexibilität einschränken.

Eine weitere wichtige Herausforderung bei der Nutzung eines digitalen Zwillings ist der Datenschutz. Denn der digitale Zwilling enthält sensible Daten über das Gebäude und seine Nutzer. Es ist daher wichtig, geeignete Maßnahmen zum Schutz dieser Daten zu treffen. Dabei erfordert die hohe Komplexität bei der Erstellung und Nutzung eines digitalen Zwillings spezielles Know-how und stellt einige Unternehmen vor eine schwierige Aufgabe.

Was im Umgang mit dem digitalen Zwilling zu beachten ist

Zur Optimierung der Bau- und Instandhaltungsprozesse ist der Aufbau von Know-how essentiell, um die wesentlichen Vorteile des digitalen Zwillings vollständig nutzen zu können. Bereits vor der Nutzung sollten die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter entsprechend geschult werden. Dies kann durch den Besuch von Kursen oder durch die Teilnahme an Online-Trainings erfolgen. Dadurch ermöglicht der digitale Zwilling eine verbesserte Zusammenarbeit aller am Bau beteiligten Parteien. Das vermeidet Missverständnisse sowie Fehler und erhöht die Effizienz.

Wie bereits erwähnt, ist auch die Qualität der Daten von entscheidender Bedeutung. Denn die Genauigkeit und Aktualität der Daten, die in das Modell eingespeist werden, beeinflussen die Qualität vom digitalen Zwilling. Es ist daher wichtig, dass alle am Bau Beteiligten darauf achten, genaue Daten bereitzustellen. Dies betrifft auch die kontinuierliche Aktualisierung. Denn der digitale Zwilling sollte während des gesamten Lebenszyklus des Gebäudes kontinuierlich aktualisiert werden. Das umfasst sowohl die Bauphase als auch die Nutzungsphase des Gebäudes. Dazu sollten optimalerweise Sensoren verwendet werden, um Daten in Echtzeit zu erfassen und in den digitalen Zwilling einzuspeisen. Dies können beispielsweise Sensoren sein, die den Baufortschritt überwachen oder Sensoren, die den Energieverbrauch des Gebäudes messen.

Der digitale Zwilling bietet viele Chancen zur Verbesserung des Bau- und Instandhaltungsprozesses von Gebäuden. Er ermöglicht eine effizientere Planung, fördert die Zusammenarbeit aller Beteiligten, unterstützt die Nachhaltigkeit und Instandhaltung des Gebäudes und erhöht die Flexibilität. Es gibt jedoch auch Risiken, insbesondere im Hinblick auf die Datenqualität, den Datenschutz, die Abhängigkeit von Technologie und die Komplexität. Es ist daher wichtig, diese Risiken zu berücksichtigen und geeignete Maßnahmen zu treffen, um das volle Potenzial des digitalen Zwillings auszuschöpfen.