Die Steckdosen im Bauplan lassen sich mit einem Klick zählen. Innerhalb von Sekunden ist sicher, dass das Gerüst fehlerfrei aufgebaut ist. Und Zusammenstöße von Maschinen und Menschen werden verhindert, da alle unmittelbar vorher gewarnt wurden. Szenarien wie diese sollen mithilfe Künstlicher Intelligenz im Bauwesen mittel- bis langfristig der Standard sein.

Daran arbeiten Forschende und Unternehmen weltweit. Bis ihre Ergebnisse zu Produkten werden, die sich auf jeder Baustelle finden lassen, wird es noch dauern. Doch klar ist schon jetzt: Künstliche Intelligenz wird die gesamte Baubranche sicherer und effizienter machen.

KI in der Bauwirtschaft: Das Problem mit den Daten

Spricht man von Künstlicher Intelligenz in der Bauwirtschaft, ist die Rede von sogenannter schwacher KI. Die Algorithmen entwickeln keine allgemeine Intelligenz, wie wir Menschen sie haben. Sie können mithilfe bestimmter Methoden wie dem maschinellen Lernen konkrete Probleme lösen.

Entsprechend programmiert kann ein Algorithmus zum Beispiel anhand von Bildern oder Videos erkennen, ob ein Gerüst sicher aufgebaut ist. Ob eine Brücke beschädigt ist. Oder ob auf einem Foto eine Trockenbauwand, Fassade oder ein Dach abgebildet ist.

Damit das alles funktioniert, braucht es Daten. Und zwar eine ganze Menge. Denn mit je mehr Daten die KI lernen kann, umso besser werden ihre Ergebnisse.

In der Bauwirtschaft gibt es prinzipiell genug Daten. Doch sie sind meist unstrukturiert und nicht einheitlich. Jede Projektleitung, jeder Bauherr, jede Architektin dokumentiert anders. Und das macht es für Algorithmen bisher schwer, zu belastbaren Ergebnissen zu kommen. Zumal Bauprojekte komplex sind, auch eine KI muss im Bauwesen zahlreiche Faktoren in ihre Berechnungen einbeziehen.

Hinzu kommt: Die Daten, die es in der Bauwirtschaft gibt, sind nicht in einer einzigen großen Datenbank gespeichert. Selbst wenn sie alle einheitlich und strukturiert wären – wozu die Digitalisierung und BIM beitragen –, könnte man also nicht einfach so auf sie zugreifen und eine KI mit ihnen trainieren.

KI im Bauwesen: Die Software an die Branche anpassen

Das Forschungsprojekt SDaC (Smart Design and Construction) ist eins von vielen, das daran arbeitet, KI in der Bauwirtschaft zu verankern. Hier hat sich das Institut für Technologie und Management im Baubetrieb (TMB), das zum Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gehört, mit weiteren Vertretern aus Forschung und Praxis zusammengeschlossen. Gemeinsam wollen sie eine Plattform entwickeln, die mithilfe Künstlicher Intelligenz all die unstrukturierten Daten der Bauwirtschaft zusammenführt und strukturiert. Und die wiederum genutzt werden können, um auf der Plattform KI-Anwendungen zu entwickeln.

„Wir wollen sehen, ob es möglich ist, etwas aus Daten zu erkennen, die eine Maschine an sich nicht erkennen kann“, sagt Projektleiterin Svenja Lauble. Statt die rund 2,5 Millionen Beschäftigten der Bauwirtschaft dazu zu bringen, einheitlich zu dokumentieren, sollen die Algorithmen schlauer werden und sich anpassen. Bis zum Herbst 2023 wollen Lauble und ihr Team voll funktionsfähige Prototypen entwickeln, die verschiedene Aufgabengebiete im Bauwesen verbessern sollen – wie das Erkennen von Steckdosen in PDFs.

Vor allem große Unternehmen wie Goldbeck oder Strabag setzen schon heute auf KI-Anwendungen. Dank eigener IT-Abteilungen, großer Datenpools und Geld können sie selbst forschen und vorreiten. Lauble ist überzeugt, dass Künstliche Intelligenz in der Bauwirtschaft zumindest bei Konzernen bald noch viel gängiger sein wird. „Die große Frage wird sein, ob die KMUs weiter hinterherhinken oder nicht“, sagt sie. Ein Punkt, den SDaC mit seiner Plattform angehen möchte.

Die Chancen Künstlicher Intelligenz im Bauwesen

Künstliche Intelligenz im Bau zielt darauf ab, sich wiederholende Abläufe zu automatisieren und die Mitarbeitenden zu unterstützen. KI-Anwendungen können unter anderem Angebote oder Zeitpläne erstellen, den Bestand erfassen, Gebäude vorrausschauend warten, den Projektfortschritt überwachen oder die Bauqualität prüfen. Sie arbeiten schneller als Menschen und beachten bei ihren Ergebnissen tausende Details. Das spart Zeit und Kosten.

Eine KI kann auch die Kreativität fördern. „Sie kann mir zum Beispiel Vorschläge im generativen Design machen, auf die ich vielleicht nicht gekommen wäre“, sagt Lauble. Auch sei möglich, dass Unternehmen neue Prognosen und Geschäftsmodelle mithilfe der KI entwickeln und anbieten.

Ein wichtiger Bereich, in dem Künstliche Intelligenz im Bauwesen helfen kann, ist die Arbeitssicherheit. Mithilfe von Sensoren können intelligente Systeme ungeschützte Gefahrzonen erkennen, Kollisionen vorhersagen oder riskante Stellen vermessen. Bernd Merz von der BG BAU schrieb Anfang des Jahres im BauPortal: „Die Chancen aus der KI-Nutzung für den Arbeitsschutz auf Baustellen sind derart groß und vielfältig, dass eine Realisierung aus menschlichen, aber auch aus rechtlichen und wirtschaftlichen Gründen geboten ist.“