Die Rolle von künstlicher Intelligenz im Gebäudelebenszyklus

Mit dem Übergang zum datengesteuerten Entwurf durch Building Information Modeling (BIM) und der Fähigkeit, Informationen mithilfe der Cloudtechnologie problemlos auszutauschen, werden bei Bauprojekten – während des gesamten Gebäudelebenszyklus bis in die Betriebsphasen des Projekts – immer größere Datenmengen erzeugt. Durch diesen Wandel werden alle Beteiligten entlang der gesamten Wertschöpfungskette im Bauwesen zu Datenmanagern. Doch um den Wert und das Potenzial dieser Daten zu maximieren, bedarf es zusätzlicher Unterstützung – und genau die bietet der Einsatz von KI in der AEC/O-Branche (Architecture, Engineering, Construction, Operation).

Daten sind der Kern der künstlichen Intelligenz.. Unter Verwendung historischer Informationen kann maschinelles Lernen zukünftige Ergebnisse auf der Grundlage vergangener Leistungen vorhersagen, Muster erkennen oder sich wiederholende Aufgaben ausführen und auf bisher ungeahnte Weise zu neuen Erkenntnissen führen. Dies hat das Potenzial, jeden Teil des Bauprozesses auf unterschiedliche Weise zu verändern. Bereits in der Planungs- und Entwurfsphase helfen fortschrittliche Softwaretools (wie sie etwa die Nemetschek Group anbietet) dabei, Kollisionen zwischen Modellen zu erkennen, genaue Konstruktionssimulationen und Zeitpläne zu erstellen und die Effizienz in der Planungsphase zu steigern.

Die Notwendigkeit, Projekte mit weniger Ressourcen erfolgreich durchzuführen, hat dazu geführt, dass die Erkenntnisse der KI und des maschinellen Lernens immer mehr genutzt werden. Dabei hat die künstliche Intelligenz den Wert neuer Methoden wie beispielsweise des generativen Designs unter Beweis gestellt: Es schafft in einem Bruchteil der bisher benötigten Zeit Tausende von Optionen, die dann vom Designer ausgewählt und verfeinert werden können, um den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Auch in Zukunft wird der Einsatz von KI bei Planung und Entwurf die manuellen Aufgaben auf ein Minimum reduzieren, sodass diese Prozesse kostengünstiger, schneller und qualitativ hochwertiger erfolgen können.

Die AEC/O-Branche hat in der Vergangenheit immer wieder mit Zeit- und Kostenüberschreitungen gekämpft, insbesondere da die Projekte immer größer und komplexer geworden sind. KI ist der Schlüssel zur Bewältigung dieser Herausforderungen und zur Verbesserung der Projektüberwachung und des Risikomanagements. Durch das Erkennen von Mustern, die zu Problemen führen können, und die rechtzeitige Benachrichtigung der Projektmanager können Korrekturmaßnahmen frühzeitig ergriffen werden, noch bevor Probleme kritisch werden und den Fortschritt beeinträchtigen. In ähnlicher Weise können Risiken durch KI-gesteuerte Systeme priorisiert werden, sodass die Subjektivität von Risikoanalysen beseitigt und die Teams dabei unterstützt werden, ihre Ressourcen auf die wesentlichen Probleme zu konzentrieren.

Die Organisation von Lieferungen und die Beschaffung von Anlagen und Materialien sind Bereiche, die erhebliche Verbesserungen erfahren werden, da effizientere Routen, Beladung und Lagerverwaltung von KI-Systemen vorgeschlagen werden. Ausfallzeiten werden minimiert und effektiv gehandhabt, da die Ressourcennutzung für die Materialverfolgung besser geplant wird, die Aktivitäten auf der Baustelle stattfinden und Gesundheits- und Sicherheitsrisiken besser identifiziert und eingedämmt werden können. Selbst Materiallieferanten und Gerätehersteller werden in der Lage sein, ihre Qualitätskontrolle, Beschaffung, Bestandsverwaltung, Preisgestaltung und Liefersysteme zu optimieren, indem sie KI in ihre Prozesse integrieren. Da die Verwaltung und Überwachung des Bauprozesses besonders komplex ist, wird KI in diesem Bereich erhebliche Vorteile bringen.

Während in der Bauindustrie die Effizienz die Hauptantriebskraft für KI ist, liegt der Schwerpunkt zunehmend auf den Anforderungen der Endnutzer und dem Wunsch nach nachhaltigeren Gebäuden. Sobald ein Projekt abgeschlossen ist, bietet die künstliche Intelligenz während des gesamten Betriebs der Anlage weiterhin Vorteile. Hochentwickelte Facility-Management-Systeme, die Informationen von internetfähigen Sensoren und anderen Datenerfassungsgeräten integrieren, werden rasch gang und gäbe. Die künstliche Intelligenz hilft bereits bestehenden Einrichtungen wie Rechenzentren bei der Steigerung ihrer Effizienz und der Senkung ihres Energieverbrauchs. In einem kleineren Rahmen sehen wir die Verbreitung von „Smart Homes“, denn Bewohner nutzen immer mehr Geräte, die im Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) vernetzt sind. So wird erwartet, dass sich der Wert des Heimautomatisierungsmarktes in den nächsten fünf Jahren vervierfachen wird*. Das bedeutet, dass die AEC/O-Branche sich an die sich wandelnden Bedürfnisse der Benutzer anpassen und Wege finden muss, diese Anforderungen zu erfüllen. Der einzige Weg, dies zu erreichen, wird die zunehmende Digitalisierung der gesamten Branche sein, einschließlich der Integration der KI in bestehende Prozesse.

Keine andere neu aufkommende Technologie hat das Potenzial, den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden in dem Maße zu verändern, wie die KI es tun wird. Da Daten dank BIM eine immer wichtigere Rolle im Entwurfs-, Bau- und Betriebsprozess spielen, ist die Nutzung der Möglichkeiten der KI zur weiteren Effizienzsteigerung und Erfüllung der Nutzeranforderungen der nächste logische Schritt in der Entwicklung der AEC/O-Branche.