Bauwirtschaft im Wandel Robotik als Treiber für nachhaltiges Bauen

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Die Bauwirtschaft befindet sich aktuell in einer Zwickmühle: Einer stetig steigenden Nachfrage nach Wohn- und Gewerbeimmobilien steht ein massiver weltweiter Fachkräftemangel gegenüber. Gleichzeitig wächst der Druck auf die Branche, hochgesteckte Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Die traditionellen, oft seit Generationen unveränderten Prozesse im Bauwesen stoßen hier an ihre Grenzen. Der Lösungsweg kann nur über ein hohes Maß an Automatisierung und den Einsatz innovativer Robotik führen.

Der Bausektor ist für etwa 40 Prozent der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich. Zudem endet laut Schätzungen rund ein Viertel des eingesetzten Materials als Abfall oder Verschnitt – ein kritischer Zustand angesichts der weltweiten Ressourcen-Knappheit. Auch aus diesem Grund hat Nachhaltigkeit im Bauwesen eine starke Bedeutung, zu der auch die effiziente Nutzung von Baumaterialien sowie die Müllreduzierung zählen.

Ein wichtiger Hebel dafür ist die zunehmende Automatisierung und der Einsatz intelligenter Roboter-Technologien. Dadurch lassen sich die Prozesse in der Bauindustrie beschleunigen, präziser gestalten und insgesamt optimieren, was Zeit und Kosten spart sowie Umweltbelastungen reduziert. Aktuelle Marktprognosen unterstreichen diesen Trend: Experten schätzen, dass der weltweite Markt für Baurobotik bis 2034 auf 627 Milliarden US-Dollar ansteigen wird, was einer jährlichen Wachstumsrate von über 12 Prozent entspricht.

Materialeinsatz effizient und nachhaltig planen

Wie kann robotergestützte Automatisierung die Workflows im Bauwesen konkret unterstützen? Möglich ist dies bereits in der Planungsphase: Dank moderner digitaler Tools lassen sich energieintensive Materialien wie Stahl oder Zement gezielt nur dort einsetzen, wo sie aus Gründen der Statik zwingend erforderlich sind. In der Ausführung sorgen Roboter dann für präzise Zuschnitte, so dass sich das Müllaufkommen entscheidend verringern lässt. Die ABB-Software Robot Studio dient als digitale Grundlage für die Automatisierung im Bauwesen. Offline-Programmierung, Simulation und Digital-Twin-Funktionen helfen dabei, Verschwendung frühzeitig zu vermeiden, Layouts zu optimieren und Qualität sowie Konsistenz vor der Errichtung zu verbessern.

Modulare Vorfertigung

ABB Robotics betrachtet die Offsite-Fertigung von modularen Häusern und Bauteilen als einen zentralen Automatisierungsansatz. Fabriknahe Bedingungen ermöglichen hier die erforderliche Wiederholbarkeit und Qualitätskontrolle. Daher sieht ABB Robotics auch hohes Wachstumspotenzial in Bereichen wie der Vorfertigung und dem 3D-Druck.

Unternehmen wie das britische Start-up Auar nutzen bereits robotergesteuerte Mikrofabriken, um nachhaltige Modulhäuser aus Holz in unmittelbarer Nähe der Baustelle zu fertigen. Dieser Ansatz reduziert nicht nur die Transportaufwände, sondern ermöglicht durch den Einsatz standardisierter Robotersysteme auch den Weg für eine konstant hohe Qualität und Energieeffizienz der Gebäude. Auch im industriellen Maßstab zeigen Kooperationen, etwa mit Samsung E&A, wie Roboter Aufgaben wie das Schneiden und Schweißen von Rohrkomponenten übernehmen und somit die Produktivität sowie Sicherheit weltweit steigern. ABB Robotics und das Bauunternehmen Cosmic Buildings beschleunigen zudem den Wiederaufbau brandzerstörter Gemeinden in Südkalifornien durch den gemeinsamen Einsatz mobiler KI-gestützter Roboter-Mikrofabriken, die die Bauzeit um 70 Prozent verkürzen und die Baukosten um 30 Prozent senken.

Ein besonders hohes Potenzial für nachhaltiges Bauen bietet die additive Fertigung, auch als 3D-Druck bekannt. Durch die exakte Dosierung von Materialmischungen lassen sich Gebäudestrukturen mit komplexen Geometrien erstellen, die mit herkömmlichen Methoden kaum realisierbar wären. Ein Beispiel für die praktische Anwendung ist der Bau der neuen Zentrale des Deutschen Roten Kreuzes in Warendorf-Beckum. Weite Teile der Fassade wurden im 3D-Druck-Verfahren mit einem sechsachsigen Knickarmroboter des Typs IRB 6700 von ABB Robotics gefertigt, auf dem eine Spritzdüse montiert war, die den Baustoff gleichmäßig und mit hoher Geschwindigkeit abgab.

Sicherheit und Arbeitsschutz: Der soziale Aspekt der Automatisierung

Neben ökologischen Faktoren adressiert die Robotik auch dringende soziale Herausforderungen wie Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz. Denn das Baugewerbe weist eine der höchsten Unfallraten aller Industriezweige auf. Roboter können Menschen von schweren Hebearbeiten, monotonen Tätigkeiten oder Arbeiten in gefährlichen Umgebungen – wie dem Schweißen in engen Räumen oder der Handhabung schwerer Stahlbauteile – entlasten. Das schwedische Bauunternehmen Skanska beispielsweise fungiert hier als Vorreiter: Durch das automatisierte Schweißen von Bewehrungskörben werden die Qualität sowie Produktivität erhöht und gleichzeitig die Mitarbeitenden vor physischer Überlastung geschützt. Damit trägt die Technologie dazu bei, das Image der Branche zu verbessern und sie für neue Fachkräfte attraktiver zu gestalten. Zudem wird das Personal entlastet und kann sich anspruchsvolleren, strategischen Aufgaben widmen.

Innovationen im Bauwesen durch Forschung und Wissenschaft

Technologieanbieter allein können jedoch die nachhaltige Transformation des Bauwesens nicht stemmen. Von entscheidender Bedeutung ist daher die enge und partnerschaftliche Zusammenarbeit mit Wissenschaft, Forschung und Start-ups. Die ETH Zürich etwa erforscht in Kooperation mit ABB Robotics in Langzeitstudien neue Bauprozesse, digitale Fertigungsverfahren und innovative Materialanwendungen. Überdies wurde an der Universität Kassel ein Verfahren entwickelt, bei dem ABB-Roboter aus dünnem Furnierholz stabile Leichtbaukonstruktionen für die Aufstockung von Gebäuden erzeugen – eine ressourcenschonende Alternative zu herkömmlichen Werkstoffen. Als weiteres zukunftsweisendes Feld gilt die Förderung der Biodiversität im urbanen Raum: So haben beispielsweise Cobots (kollaborative Roboter) an der Technischen Universität München (TUM) mittels 3D-Druckverfahren klimasensitive Fassadenmodule aus Ton hergestellt. Diese bieten Nistplätze für Vögel und Kleintiere und tragen gleichzeitig durch natürliche Verschattung zur Kühlung von Gebäuden bei.

Sprung in die nachhaltige Zukunft

Die Bauindustrie steht heute an einem ähnlichen Wendepunkt wie die Fertigungsindustrie vor Jahrzehnten. Der Einsatz von Robotik und digitalen Planungstools bietet die Chance, Produktivitätslücken erfolgreich zu schließen und gleichzeitig die drängenden Umweltprobleme anzugehen. Dabei liegt das größte Potenzial nicht darin, jede einzelne Aufgabe auf der Baustelle durchgängig zu automatisieren. Vielmehr bedarf es einer skalierbaren Industrialisierung des Bauwesens und durchdachten Konzepten für die Vorfertigung. Durch die Kombination von intelligenter Software, leistungsfähiger Hardware und einem starken Partner-Ökosystem kann die Branche Bauprojekte künftig nachhaltiger, sicherer und planbarer gestalten. ABB fasst dies unter dem Konzept Autonomous Versatile Robotics (AVR) zusammen. Hierbei werden Roboter mit Sensorik, Wahrnehmungsfähigkeit und Intelligenz ausgestattet, damit sie nahtlos und autonom zwischen verschiedenen Aufgaben wechseln können. Solche Systeme sind in der Lage, dynamisch auf ihre Umgebung zu reagieren und enger mit den Menschen zusammenzuarbeiten. Dies führt zu flexibleren und effizienteren Bauprozessen und damit zu einer klimaneutralen Zukunft des Bauens.

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