Effizienz und Nachhaltigkeit KI im Bauwesen: Die Zukunft der Bauplanung

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Während Künstliche Intelligenz bereits in zahlreichen Industrien immer breitere Anwendung findet, hinkt der Bausektor in punkto Digitalisierung und KI-Integration noch hinterher. Doch auch hier beginnen ­innovative Anwendungen, den Weg in die Praxis zu finden und zeigen, wie KI im Bauwesen die Arbeitsprozesse optimieren kann. Ein Beispiel dafür ist der Einsatz von KI in der Energieberechnung, der durch effiziente Prozesse und Kommunikation das Erstellen von Energiekonzepten deutlich beschleunigt. 

KI im Bauwesen: Langsamer Fortschritt trotz großer Potenziale

In vielen Branchen ist die Nutzung von Künstlicher Intelligenz bereits tief verankert. Maschinen lernen aus riesigen Datenmengen, automatisieren Aufgaben und verbessern kontinuierlich Prozesse. Im Bauwesen hingegen verläuft die Einführung von KI deutlich langsamer. Komplexe Bauvorhaben, langfristige Planungsprozesse und die Vielzahl beteiligter Akteure machen die Integration digitaler Technologien zu einer besonderen Herausforderung.

Bislang beschränkt sich der Einsatz von KI im Bauwesen hauptsächlich auf klar abgegrenzte Anwendungen wie die Ideenfindung, das Informations- und Wissensmanagement oder die Interaktion zwischen Mensch und Maschine. Die Lösung komplexer Planungsaufgaben durch KI ist jedoch nicht annähernd in Sicht. KI nimmt daher bei der Digitalisierung des Bauwesens eher eine unterstützende Rolle für bestimmte Teilaufgaben ein, die bisher einen großen manuellen Aufwand bedeuteten.

Energetische Bauplanung: Zwischen Kostenexplosion und Nachhaltigkeitsanspruch

Ein Aspekt der Bauplanung ist die Entwicklung nachhaltiger und belastbarer Energiekonzepte. Hier ist eine Vielzahl von Faktoren zu ­berücksichtigen: von der Wahl der Energiequellen – wie Solarenergie, Umweltwärme oder Windkraft – bis hin zur Einhaltung rechtlicher Rahmenbedingungen und der Anpassung an volatile Marktbedingungen wie dynamische Energiepreise und CO2-Bepreisung. Zudem erfordern steigende Betriebskosten und erforderliche Sanierungen von Bestandsgebäuden kontinuierliche Neubewertungen und Auslegungen der Energieversorgung. Also maximale Unsicherheit bei minimaler Datenlage. Das Ergebnis? Die Nachhaltigkeit vieler Bauprojekte scheitert daher schon in der Planungsphase aufgrund fehlender Entscheidungsgrundlagen. Die Fragen, die es bei der energetischen Planung zu beantworten gilt, sind so zahlreich und komplex, dass diese enorm zeit- und kostenintensiv wird. Bereits bei ­mittelkomplexen Energieanlagen fallen für die Energiekonzeptionierung fünfstellige Beträge an. In frühen Projektphasen geht es darüber hinaus meist nicht nur um eine einzelne Berechnung mit fixen Anforderungen, sondern um unzählige Varianten und Szenarien. Varianten sind nicht nur wichtig, um die Auswahl zu haben, sondern auch um zu verstehen, ­worin die Unterschiede liegen und diese zu quantifizieren. Beispielsweise stellt sich die Frage wie sich die Geothermie-Wärmepumpe mit PV-Anlage gegen den Biomassekessel schlägt.

Dann geht es schnell in die Feinheiten, beispielsweise ob überhaupt genug Erdwärme zur Verfügung steht, wie groß der Speicher sein muss, ob und wie eine Spitzenlasttechnologie hilft. Um die Robustheit und Flexibilität nachzuweisen ist darüber hinaus wichtig, unterschiedliche Preisentwicklungen abzubilden. Es ist nachvollziehbar, dass bereits in der Vorplanung die Gefahr einer Kostenexplosion groß ist und niemand bereit ist, für die Vielzahl erforderlicher Berechnungen Unmengen an Geld auszugeben – und unserer Meinung nach sollte das auch nicht der Fall sein. Das sollte jedoch unter keinen Umständen zu Lasten der Genauigkeit gehen, denn eine ungenaue Planung kostet in der Bauphase und im Betrieb noch viel mehr.

Intelligente KI-Lösungen

Im Bereich der Energieberechnung setzt hier zum Beispiel die KI-gestützte Energieberechnungssoftware „berta & rudi“ an. Sie ermöglicht unter anderem eine effiziente Planung und Optimierung von Energieanlagen, indem sie komplexe Berechnungen automatisiert, präzise Prognosen erstellt sowie eine fehlende oder mangelhafte ­Datengrundlage kompensiert. „berta & rudi“ gibt sowohl optimierte Vorschläge, ermöglicht es aber auch benutzerdefinierte Varianten zu simulieren sowie hinsichtlich verschiedener Szenarien gegenüberzustellen. Das beinhaltet insbesondere auch volatile Energiepreise und schwankende Marktbedingungen. Dies schafft Sicherheit, da das präferierte Energiekonzept auf Stabilität und unterschiedliche Extrem-­szenarien getestet werden kann. Zudem bietet es jederzeit volle Transparenz hinsichtlich der Auswirkungen.

KI im Bauwesen als Kommunikationspartner

Neben der präzisen Ermittlung des Energiebedarfs und der automatisierten Energieanlagenauswahl und -dimensionierung kommen zwei weitere, entscheidende Vorteile ins Spiel: die ­erhebliche Zeitersparnis hinsichtlich der sehr aufwändigen Berechnungen, die von vielen Stunden bis Tage auf wenige Minuten reduziert werden. Dadurch wir der Gesamtaufwand auf einen Bruchteil reduziert. Außerdem ermöglicht “berta & rudi” auch eine ­unmittelbare Interaktivität, die es Planern erlaubt, ohne manuelle Berechnungsverzögerung unterschiedliche Varianten und Szenarien durchzuspielen und völlig flexibel ­Anpassungen vorzunehmen.

Das Wichtigste ist jedoch, dass Energieberechnungen mit KI eine neue Form der engeren Zusammenarbeit zwischen Fachleuten und Auftraggebern ermöglichen, was zu ­einem ­iterativen Kreislauf aus Eingabe, Ausgabe und Interpretation führt, der alle mit einbindet. Dies trägt dazu bei, belastbare und praxisnahe Energiekonzepte zu entwickeln, die den Anforderungen der modernen Bauplanung ­gerecht werden.

Ein wesentlicher Vorteil derartiger KI-gestützter Lösungen ist die Verbesserung der Kommunikation und der Zusammenarbeit zwischen den beteiligten Akteuren. Die Systeme schaffen eine Plattform, auf der alle Beteiligten gemeinsam an der optimalen ­Lösung arbeiten können. Das fördert den Austausch von Informationen und ermöglicht eine effizientere Entwicklung von Konzepten. Durch den ­zentralen Zugriff auf relevante Daten und die Möglichkeit, verschiedene Varianten und Szenarien zu betrachten, können alle Parteien schneller fundierte Entscheidungen treffen.

Trotz aller Fortschritte in der Digitalisierung wird die menschliche Expertise auch in Zukunft eine entscheidende Rolle spielen. KI kann komplexe Berechnungen durchführen und Planungsvorschläge liefern, doch das Verständnis der spezifischen Anforderungen eines Projekts und die Fähigkeit, die Ergebnisse der KI/den Algorithmen sinnvoll zu interpretieren, bleiben dem Menschen vorbehalten.

Hier zeigt sich, dass die fortschreitende Digitalisierung nicht die Fachkompetenz ersetzt, sondern sie vielmehr ergänzt. KI und ähnliche Werkzeuge machen menschliches Know­how skalierbar. Sie wirken daher auch dem Fachkräftemangel entgegen, da nur so der steigenden Komplexität der Planungsaufgabe bei zurückgehender Anzahl von Fachkräften begegnet werden kann.

KI im Bauwesen: Fazit

Die Baubranche steht vor einer spannenden Zukunft, in der KI eine zentrale Rolle spielen wird. Dabei entsteht ein ständiger Austausch zwischen der Maschine, die die sonst sehr aufwändigen, repetitiven Tätigkeiten übernimmt, und dem Menschen, der sich voll auf die komplexen Zusammenhänge und die kreative Lösungsfindung fokussieren kann. Die Zukunft der Bauplanung liegt also nicht nur in der Technik, sondern auch in der Fähigkeit, die Kommunikation und Zusammenarbeit auf ein neues Niveau zu heben, nicht nur zwischen Menschen untereinander, sondern auch mit Maschinen.