Was ist digitales Bauen und wie verbessern digitale Technologien im Bauwesen die Produktivität?

Einführung in die digitale Architektur und Konstruktion

Digitales Bauen mag auf den ersten Blick ein relativ naheliegender Begriff sein. Erstaunlich ist, wie weit dieser Begriff gefasst ist und dass es keine allgemein anerkannte Definition des digitalen Bauens gibt. Der Hauptgrund dafür ist die Tatsache, dass digitales Bauen für praktisch jeden Beteiligten an einem Bauprojekt etwas anderes bedeutet, was es äußerst schwierig macht, herauszufinden, was der Begriff selbst insgesamt bedeutet.

Daher können wir die allgemeine Bedeutung des digitalen Bauens nur erahnen, bevor wir uns mit den spezifischen Details befassen. Digitales Bauen ist ein Prozess, bei dem verschiedene Phasen eines Bauprojekts durch den Einsatz verschiedener digitaler Tools und/oder Anwendungen während der Erstellung des Projekts verbessert werden.  In der abstraktesten aller Definitionen besteht der Zweck des digitalen Bauens darin, das gesamte Arbeitsumfeld für die verschiedenen Projektphasen zu verbessern – die Zusammenarbeit zu verbessern, die Effizienz zu steigern, eine sicherere Umgebung zu schaffen, und so weiter.

Dieser Prozess kann auch eine Vielzahl verschiedener Formen annehmen, einschließlich der banalsten Lösungen (Skype, Whatsapp usw.) oder einiger spezifischerer Lösungen oder Software – Projektmanagement-Software, CAD-Plattformen, Lösungen für das Bauleitung usw. Selbst einige der kompliziertesten Spitzentechnologien können als Teil des Bereichs «digitale Architektur und Bauwesen» betrachtet werden, wenn sie für das betreffende Bauprojekt von Vorteil sind – dazu gehören Robotik, künstliche Intelligenz, der Einsatz von Drohnen (oder unbemannten Luftfahrzeugen, wie sie manchmal genannt werden) für die Überwachung/Scannung vor Ort, 3D-Druck und so weiter.

Die digitale Bauweise hat sich auch als wesentlich vorteilhafter gegenüber herkömmlichen Methoden des Baumanagements erwiesen:

• In einer 2019 durchgeführten Umfrage wurde festgestellt, dass mehr als 50 % der Führungskräfte in der Bauindustrie bauspezifische Software als Mittel zur Lösung von Gesundheits- und Sicherheitsproblemen einsetzen.
• Eine 2024 durchgeführte Umfrage hat gezeigt, dass die Einführung von Bau- und Planungssoftware stetig zunimmt, mit einem prognostizierten durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 1,67 % und einem numerischen Wert von 11,72 Milliarden US-Dollar bis 2029, verglichen mit 10,79 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024.
• Eine 2016 durchgeführte Umfrage prognostizierte erhebliche globale Kosteneinsparungen im Ingenieur- und Bausektor als Folge der Einführung digitaler Technologien, mit potenziellen jährlichen Einsparungen von etwa 0,95 Billionen US-Dollar im Bereich Planung und 0,7 Billionen US-Dollar im Bereich Bau bis 2025.

Die 7 wichtigsten digitalen Bautechnologien im Jahr 2025

BIM ist ein Eckpfeiler des digitalen Bauens, aber es ist auch wichtig, sich daran zu erinnern, dass andere Technologien eine wesentliche Rolle bei der Veränderung der Baubranche spielen. Zu diesen Technologien gehören:

• Internet der Dinge (IoT)
• Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) und Drohnen
• Augmented Reality/Virtual Reality
• Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen
• 3D-Druck/additive Fertigung
• Robotik und Automatisierung
• Mobile und Cloud-Lösungen

Viele dieser Technologien befassen sich auch mit langjährigen Herausforderungen bei Bauprojekten.

Internet der Dinge im Bauwesen

Das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) ist ein Netzwerk miteinander verbundener Geräte, wie z. B. Sensoren, die Informationen in Echtzeit sammeln und austauschen können. Im digitalen Bauwesen kann das IoT für verschiedene Anwendungsfälle eingesetzt werden:

• Geräteverfolgung und -überwachung, wodurch Diebstahl erheblich leichter verhindert und die Maschinennutzung optimiert werden kann.
• Umweltüberwachung dank der Möglichkeit, Informationen mit Sensoren zu sammeln, die Geräuschpegel, Staubpartikel, Feuchtigkeit, Temperatur usw. analysieren können.
• Überwachung des baulichen Zustands, die eine langfristige Verfolgung der Gebäudeleistung ermöglicht, indem strukturelle Informationen von eingebetteten Sensoren gesammelt werden.
• Verbesserung der Arbeitssicherheit durch tragbare Geräte, mit denen die Vitalfunktionen jedes Arbeiters verfolgt, Stürze erkannt und Vorgesetzte sogar vor potenziell katastrophalen Situationen gewarnt werden können.

Unbemannte Luftfahrzeuge und Drohnen im Bauwesen

Sowohl unbemannte Luftfahrzeuge als auch Drohnen haben in modernen Bauumgebungen ungefähr die gleichen Einsatzmöglichkeiten und führen einen revolutionären Ansatz für die Datenerfassung und Überwachung vor Ort ein. Einige der häufigsten Anwendungsfälle für diese Geräte sind:

• Luftbildaufnahmen und -fotografie für Marketing- oder Projektdokumentationszwecke.
• Topografische Vermessung mit Kartierungsfunktionen, die präzise Geländedaten für weitere Projektplanungsaufgaben liefern.
• Ferninspektion und Fortschrittsüberwachung, insbesondere in Bereichen, die zu Fuß nur schwer zu erreichen sind.
• Sicherheitsinspektionen, die keine physische Anwesenheit in jedem einzelnen Teil der Struktur vor Ort erfordern, wodurch das Verletzungsrisiko vermieden wird.
• Volumenberechnungsfunktionen zur genaueren Planung von Ausgrabungen oder Halden.
• Globale Wärmebildgebung zur Durchführung präziserer Energieeffizienzbewertungen.

Erweiterte und virtuelle Realitätstechnologien im Bauwesen

Augmented Reality und Virtual Reality haben ihre eigenen Vorteile und Anwendungsfälle im Bauwesen, die sich hauptsächlich auf vereinfachte Mitarbeiterschulungen und genauere Projektentwürfe konzentrieren. Die bekanntesten Beispiele sind:

• Immersive Projektvisualisierung in der frühen Phase des Projektentwurfs wird durch den Einsatz von Virtual-Reality-Funktionen ermöglicht, die es ermöglichen, die Ergebnisse des Projekts frühzeitig zu erleben und gleichzeitig die Genauigkeit der Entscheidungsfindung der Beteiligten zu verbessern.
• Die Möglichkeit, digitale Informationen in die physische Umgebung einzublenden, ist eine beliebte Anwendung für Augmented Reality, die unter anderem die Visualisierung verborgener Elemente wie Elektro- oder Sanitäranlagen vor Ort vereinfacht.
• Umfangreiche Schulungsmöglichkeiten dank der beeindruckenden Mobilität, die beide Technologien bieten, machen das Üben mit komplexen Aufgaben viel einfacher und risikofreier.
• AR-Anwendungen dienen auch häufig als tragbarer Zugang zu Bauplänen und Spezifikationen vor Ort, wodurch die Kommunikation verbessert und die Möglichkeit von Fehlern während des Baus verringert wird.

Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen im Bauwesen

Sowohl KI als auch ML bieten eine beträchtliche Anzahl von Vorteilen für die Digitalisierung des Bauprozesses. Beispiele für solche Fähigkeiten sind:

• Vorausschauende Analysen zur Durchführung von Risikobewertungen und zur Verbesserung von Projektplänen.
• Automatisierung der Fortschrittsüberwachung mithilfe von Computer Vision.
• Ressourcenoptimierungsfähigkeiten durch eine Vielzahl automatisierter Algorithmen und Methoden, die auch zur Abfallreduzierung eingesetzt werden können.
• Identifizierung potenzieller Sicherheitsrisiken durch Mustererkennung.
• Fähigkeit, Mängel vollständig automatisiert und mit höherer Genauigkeit als je zuvor zu erkennen, wodurch die Gesamtqualität der Dienstleistung verbessert wird.
• Budgetprognosen und Kostenschätzungen mit beeindruckender Genauigkeit.

3D-Druck und additive Fertigung im Bauwesen

Der 3D-Druck ist eine etwas ältere Technologie, die sich sowohl im gewerblichen als auch im geschäftlichen Umfeld stark verbreitet hat. Sie kann Bauprozesse bereits jetzt unterstützen, und zwar durch:

• Einfaches Rapid Prototyping für bestimmte Baukomponenten.
• Die Möglichkeit, einige Bauelemente vor Ort herzustellen.
• Der hochpräzise Druckprozess führt zu weniger Materialverschwendung.
• Die Möglichkeit, komplexe geometrische Strukturen zu erstellen, die mit herkömmlichen Bauweisen nicht realisierbar sind.
• Das beträchtliche Potenzial des vollständigen Gebäudedrucks (diese spezielle Technologie befindet sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium).

Robotik und Automatisierung im Bauwesen

Die Robotik hat sich in den letzten Jahren in einem erstaunlichen Tempo weiterentwickelt und bietet potenzielle Lösungen für Probleme in vielen Bereichen unseres täglichen Lebens. Speziell für die Bauindustrie können Automatisierung und Robotik Folgendes bieten:

• Vollständige Automatisierung eines wesentlichen Teils der Beton- und Maurerarbeiten.
• Automatisierte Schweiß- und Montagefähigkeiten.
• Qualitätsprüfung und -verifizierung ohne menschlichen Faktor.
• Automatisierte Materialhandhabung und Abbrucharbeiten.
• Vollständige Automatisierung von Aufgaben zur Reinigung und Instandhaltung von Baustellen.

Mobil- und Cloud-Technologien im Bauwesen

Sowohl Mobil- als auch Cloud-Technologien sind in dieser Branche wichtig, auch wenn ihre Auswirkungen selten so physisch sichtbar sind wie bei den anderen. Einige der häufigsten Beispiele sind:

• Fähigkeiten zur Remote-Zusammenarbeit mit nahtloser Kommunikation zwischen Projektteams.
• Die Fähigkeit, Projekte und Dokumentationen in Echtzeit zu verwalten.
• Bequeme Versionierung und Dokumentenkontrolle von überall aus.
• Vereinfachte Problemverfolgung und Berichterstattung vor Ort.
• Umfangreiche Möglichkeiten zur Ressourcenzuweisung.

Herausforderungen bei der Integration digitaler Technologien

Der breitere Prozess der digitalen Transformation in der Bauindustrie wird von all diesen Technologien auf die eine oder andere Weise unterstützt und zielt auf einen effizienteren und nachhaltigeren Bauprozess ab. Die Hinzufügung von BIM zu diesem Mix ermöglicht die Schaffung eines umfassenden digitalen Ökosystems, das alle modernen Bauverfahren und -werkzeuge an einem Ort verwalten kann.

Allerdings kann es schwieriger sein, als man denkt, dafür zu sorgen, dass diese Technologien in einer einzigen umfassenden Infrastruktur zusammenarbeiten. Das wichtigste Problem ist hier die Interoperabilität, also die Fähigkeit eines Systems oder einer Lösung, die Informationen eines anderen Systems zu verstehen. Digitale Technologien haben damit ziemlich zu kämpfen, wobei die folgenden Beispiele bei weitem die größten Probleme darstellen:

• Verschiedene Softwareanbieter verwenden eine Vielzahl von APIs und Datenaustauschprotokollen.
• Unterschiedliche proprietäre Datenformate zwischen Lösungen und Plattformen führen zu Kompatibilitätsproblemen bei der Kommunikation.
• Die bei Drohnenbefliegungen erzeugten riesigen Punktwolken müssen noch konvertiert werden, um in einer BIM-Umgebung nutzbar zu sein.
• Alle IoT-Daten von Sensoren müssen ebenfalls formatiert und strukturiert werden, um als verwertbare Daten in einer BIM-Umgebung akzeptiert zu werden.

Wir können auch eine Reihe technologiespezifischer Herausforderungen hervorheben, darunter:

1. IoT- und BIM-Integration – Netzwerkzuverlässigkeit, Sensordatenzuordnung, Echtzeit-Datenverarbeitung, Speicheranforderungen, Sicherheitsbedenken.
2. Drohnen- oder UAV-Datenverarbeitung – Genauigkeitsüberprüfung zwischen vorhandenen Projektmodellen und Luftbilddaten, Zeitverzögerung zwischen Erfassung und Datenlieferung, Stromverbrauch für die Umwandlung von Punktwolkendaten in BIM-Daten usw.
3. AR/VR-Implementierung – konsistente Modelloptimierung, Einschränkungen mobiler Geräte unter Feldbedingungen, Genauigkeit der Überlagerung zwischen physischen und virtuellen Elementen (AR), massive Verarbeitungsanforderungen für Echtzeit-Rendering.
4. KI/ML-Integration – Anforderungen an die Rechenleistung, Zuverlässigkeit und Verifizierung von KI-generierten Daten, Qualität und Quantität der erforderlichen Trainingsdaten, Integration in bestehende Entscheidungsabläufe.
5. 3D-Druck-Koordination – Verifizierungsmethoden für die Qualitätskontrolle, Dokumentation und Nachverfolgung der Materialeigenschaften, Umwandlung von BIM-Modellen in druckbare Formate, Integration in traditionelle Bauweisen.
6. Robotik – Koordination zwischen verschiedenen automatisierten Systemen, Sicherheitsprotokolle mit menschlichen Arbeitsabläufen, Echtzeit-Positionierung und -Navigation, Integration in bestehende Sicherheitsrahmen.
7. Mobile/Cloud-Plattformen – Versionskontrolle für alle Benutzer, Anforderungen an die Offline-Funktionalität, Sicherheits- und Zugriffssteuerungsmanagement, Datensynchronisierung auf verschiedenen Geräten.

Es gibt viele fallspezifische Lösungen für diese Probleme, aber wir können auch einige allgemeinere und gängige bewährte Verfahren für die Integration digitaler Bauweisen bereitstellen:

• Starke Cybersicherheitsmaßnahmen.
• Klare Dokumentation der Arbeitsabläufe und Prozessabbildung.
• Regelmäßige Systemaktualisierungen und planmäßige Wartung.
• Standardisierte Datenprotokolle in verschiedenen Systemen.
• Umfassende Mitarbeiterschulungen.
• Schrittweiser Implementierungsansatz.
• Regelmäßige Tests und Validierungen.

Warum ist die Digitalisierung des Bauwesens eine Notwendigkeit?

Beim digitalen Bauen geht es nicht nur darum, technologische Fortschritte zu nutzen, um die Projektergebnisse zu verbessern. Ein kultureller Wandel ist ebenfalls ein wichtiger Teil dieses Prozesses, da neue Technologien oft Fähigkeiten und Fortschritte bieten, die bisher nicht genutzt wurden, und damit Möglichkeiten für neue und ungewöhnliche Geschäftsmodelle schaffen, die genutzt werden können.

Viele Unternehmen wären ohne technologische Fortschritte sowohl innerhalb als auch außerhalb ihres spezifischen Marktes nicht aufrechtzuerhalten, wie z.B. die taggleiche Lieferung von Amazon sowie Unternehmen wie Uber und Airbnb. Was die Baubranche im Besonderen betrifft, so war eine der größten Veränderungen, die das digitale Bauen insgesamt mit sich brachte, die Popularisierung von BIM (Building Information Modeling), einem Ansatz, der viel mehr auf Projektzusammenarbeit setzt als alle zuvor existierenden Bautaktiken.

Der gesamte Begriff ist eine weit gefasste Annahme, die auf dem kollektiven Wissen darüber beruht, wie er die Baubranche verändert hat. Die Verwendung des Wortes «Bau» in diesem Begriff ist nicht ganz korrekt, da dieser besondere Prozess auf jede Projektphase angewendet werden kann, von den frühesten Entwurfsstadien bis hin zur Wartung nach dem Bau und allem dazwischen. Das Wort «digital» ist in gewisser Weise sogar noch unspezifischer und kann je nach Kontext, in dem es verwendet wird, eine Vielzahl unterschiedlicher Definitionen haben.

Da dieser Begriff sehr weit gefasst ist, ist es ziemlich schwierig, alles abzudecken, was er bedeuten kann. Das liegt an der schieren Anzahl der verschiedenen Parteien, die an einem durchschnittlichen Bauprojekt beteiligt sind, wobei das digitale Bauen die Ergebnisse jeder einzelnen von ihnen auf eine ganz bestimmte, oft einzigartige Weise verbessern kann.

Sind digitales Engineering und digitale Konstruktion derselbe Prozess?

Digitales Engineering und digitales Bauen sind nicht die gleichen Begriffe, auch wenn sie Ähnlichkeiten aufweisen. Der größte Unterschied liegt im Umfang – die digitale Konstruktion wird auf das gesamte Projekt angewendet, von Anfang bis Ende. Im Gegensatz dazu ist das digitale Engineering ein Prozess, der hauptsächlich in der Entwurfsphase stattfindet und verschiedene Infrastrukturfragen für das ursprüngliche Projektmodell abdeckt. Dieses Modell wird später für den Bau verwendet, weshalb das digitale Engineering ebenfalls wichtig ist.

Digitale Bauingenieure

Jedes Bauprojekt ist ein gewaltiges Unterfangen mit vielen verschiedenen Elementen und Faktoren, die es zu berücksichtigen gilt. Hinzu kommt, dass viele Bauunternehmen dazu neigen, mit mehreren Bauprojekten gleichzeitig zu jonglieren – und es ist leicht zu verstehen, warum jede drastische Veränderung in dieser Branche extrem schwer umzusetzen ist.

Deshalb gibt es jetzt eine völlig neue Position für Unternehmen, den «digitalen Bauingenieur». Es ist leicht zu verstehen, was diese Position mit sich bringt – nämlich sicherzustellen, dass neue Technologien bei Bauprojekten implementiert und regelmäßig eingesetzt werden. Eine Person in dieser Position sollte sich mit verschiedenen Softwareanwendungen auskennen, darunter auch mit den neuesten technologischen Fortschritten. Sie müssen auch mit allen Projektbeteiligten zusammenarbeiten, um sicherzustellen, dass die neuen Technologien wie vorgesehen eingesetzt werden.

Viele dieser Fähigkeiten konzentrieren sich jedoch auf die Verwaltung aller Vorgänge innerhalb des Bauprojekts mit Hilfe modernster Software. Hier kommt das Thema des digitalen Baumanagements ins Spiel.

Digitales Bauleitung

Dieser Begriff ist genauso vage wie «digitales Bauleitung». Man braucht eine Menge Kontext für jede mögliche Perspektive, damit er einigermaßen relevant ist. Wir können jedoch sagen, dass sich das digitale Bauleitung auf Fortschritte in der Technologie bezieht, die bei der Bewältigung bestimmter Aufgaben helfen können.

Diese Fortschritte konzentrieren sich in der Regel auf digitale Bauleitungsplattformen – Softwareanwendungen und Serviceplattformen, die mit Hilfe neuester Technologien und Methoden umfassende Projektmanagementfunktionen bieten. Eine solche Plattform hat in der Regel viele Vorteile gegenüber traditionelleren Managementstrategien. Drei der größten Vorteile sind eine bessere Projektverfolgung, Transparenz und Zusammenarbeit.

Eine bessere Projektverfolgung wird durch integrierte Tools für die Qualitätskontrolle, die Terminplanung, die Budgetverfolgung und alle anderen Aspekte eines Projekts erreicht. Eine bessere Transparenz wird dadurch erreicht, dass jedes Teammitglied jederzeit in der Lage ist, den aktuellen Stand des Projekts zu sehen, was dazu beiträgt, Verzögerungen zu vermeiden, Probleme zu erkennen und so weiter. Auf der anderen Seite wird eine bessere Zusammenarbeit erreicht, da die Projektbeteiligten über eine digitale Bauleitungsplattform auf einfache Weise Informationen austauschen können, was eine viel bessere Koordination als je zuvor ermöglicht.

Wie Sie sehen, werden viele dieser Vorteile üblicherweise mit den Vorteilen von Building Information Management Software beschrieben – hier wird ein sehr ähnliches Konzept verfolgt, aber es gibt auch Unterschiede. Digitale Bauleitungssoftware ist in ihren Möglichkeiten breiter angelegt, bietet BIM-bezogene Vorteile und fungiert als vernetzte Datenumgebung, zusammen mit anderen möglichen Vorteilen für das Projekt.

Es ist jedoch erwähnenswert, dass BIM zwar heute populärer ist als je zuvor, viele Unternehmen es aber immer noch nur in den frühesten Projektphasen einsetzen, die sich mit dem Entwurf und der Vorplanung befassen. Damit eine BIM-Lösung ihr volles Potenzial entfalten kann, müssen alle Projektbeteiligten die Absicht haben, zusammenzuarbeiten, zu interagieren und regelmäßig zusammenzuarbeiten – so kann BIM zu einem echten zentralen Ort werden, der über alle Informationen zum Projekt verfügt und in jeder Phase der Projektrealisierung, vom Entwurf bis zur Wartung nach dem Bau, auf unzählige verschiedene Arten genutzt werden kann.

Die Fähigkeit, einen digitalen Zwilling des physischen Gebäudes zu erstellen, ermöglicht es den Teilnehmern des Bauprojekts, sich schneller und einfacher als je zuvor mit verschiedenen Problemen auseinanderzusetzen. Dies gilt sowohl für anfängliche Probleme, die während der Entwurfsphase auftreten, als auch für alle Probleme, die später während des Bauprozesses auftreten können. Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines Gebäudes, das in verschiedenen Phasen eines Bauprojekts, einschließlich Planung, Bau und sogar Nachtragsmanagement, in Echtzeit Informationen aus dem physischen Gebäude sammeln kann.

BIM als Technologie hat ein großes Potenzial, wenn sie richtig eingesetzt wird. Der Unterschied zwischen einer einfachen BIM-Implementierung und einem vollwertigen BIM-gestützten Bauprozess kann gewaltig sein, da viele Vorteile davon abhängen, dass Bauunternehmer und Subunternehmer regelmäßig mit einem BIM-Modell interagieren und nützliche Informationen hinzufügen, während sie dasselbe Modell auch zur Verbesserung ihrer eigenen Effektivität nutzen.

Cloud als Technologie im digitalen Bauwesen

Eines der wichtigsten Argumente für die Einführung der Cloud in der Baubranche ist die gemeinsame Nutzung von Daten durch verschiedene Parteien. Der Datenaustausch mit dem Konstruktionsteam kann zum Beispiel ein wahrer Albtraum sein, da die meisten dieser Teams von vornherein aus der Ferne arbeiten. In diesem Zusammenhang ist die Nutzung der Cloud als Kommunikationswerkzeug eine großartige Möglichkeit, einen einfachen und bequemen Kommunikationskanal zu schaffen.

Die Akzeptanz der Cloud zeigt eine äußerst positive Dynamik, und das schon seit einer Weile. Das ist eine fantastische Nachricht, wenn man bedenkt, wie viele Vorteile die Cloud als Technologie mit sich bringt.

Argumente für das digitale Bauen

Da die Pandemie einer der größten Katalysatoren für Unternehmen ist, sich dem Konzept des digitalen Bauens zuzuwenden, gibt es immer noch viele Zweifel an diesem besonderen Ansatz gegenüber den bestehenden Techniken und Methoden. Um diese Zweifel zu zerstreuen, stellen wir Ihnen hier einige Vorteile der Digitalisierung des Bauwesens vor:

Geschäftsverschlankung

Die Digitalisierung im Bauwesen wird zu einer neuen Norm für die Baubranche werden; dieser Prozess ist mehr oder weniger unvermeidlich – und er hat bereits begonnen. Jeder technologische Fortschritt, den Sie vor Ihrer Konkurrenz nutzen können, ist ein enormer Schub für den Erfolg Ihres Unternehmens – Tools zur Automatisierung von Arbeitsabläufen, Drohnen, ERP-Systeme und Roboter sind nur einige Beispiele dafür, wie sich die digitale Transformation bereits auf die gesamte Branche auswirkt. Den Prozess der Umstellung auf die Rationalisierung Ihres Unternehmens eher früher als später zu beginnen, ist für jedes Unternehmen im Moment ein reines Vorteilsprojekt.

Traditionelle Methoden stützten sich oft auf papierbasierte Prozesse und manuelle Koordination, was zu erheblichen Informationsverzögerungen im Prozess führte. Digitale Tools bilden einen starken Kontrast dazu und ermöglichen es, Aufgaben zu automatisieren und das Projekt in Echtzeit zu aktualisieren. Drohnenbefliegungen beschleunigen die Kartierung von Baustellen erheblich, während ERP-Systeme eine außergewöhnliche Leistung bei der Verarbeitung von Transaktionen und der Erstellung von Berichten bieten.

Workflow-Verbesserungen

Die Verbesserung der Arbeitsabläufe ist ein ständiger Kampf für fast jedes Unternehmen im Bauwesen. Die Verbesserung dieser Arbeitsabläufe ist für jeden ein großer Vorteil – und ein massiver Vorteil digitaler Technologien im Bauwesen insgesamt, da sie Transparenz für den gesamten Arbeitsablauf und mehr Möglichkeiten zur Datenintegration bieten. Einige Lösungen bieten Hilfe bei der E-Mail-Verfolgung, bei der Bearbeitung von Aufträgen und Mitteilungen und vielem mehr.

Traditionelle Arbeitsabläufe basieren in den meisten Fällen auf physischen Dokumenten und persönlichen Besprechungen. Digitale Lösungen können die für solche Prozesse benötigte Zeit erheblich verkürzen. Ein gutes Beispiel für eine solche Verbesserung ist der Prozess zur Erstellung von Informationsanfragen (RFI), der jetzt 24 bis 48 Stunden dauert, verglichen mit den 7 bis 10 Tagen, die er normalerweise mit physischen Dokumenten und Unterschriften in einem traditionellen Arbeitsablauf dauern würde.

Branding

Branding ist nicht das offensichtlichste Beispiel für digitales Bauen, aber es kann dennoch ein großer Vorteil sein. Da ein Großteil der Digitalisierung im Bauwesen darauf abzielt, dem Kunden ein besseres Enderlebnis zu bieten, haben Unternehmen, die den Vorteil des digitalen Bauens bereits implementiert haben, bessere Chancen, mehr Kunden zu gewinnen, da dieser Trend immer beliebter wird und irgendwann zu einem neuen «normalen» Trend wird.

Traditionelle Bauunternehmen haben sich jahrzehntelang auf physische Portfolios und Mundpropaganda als Hauptmittel zur Präsentation ihrer Arbeit verlassen. Die digitale Bauweise hingegen kann interaktive 3D-Modelle, Projektaktualisierungen in Echtzeit und virtuelle Rundgänge bieten, wodurch es für ein Unternehmen wesentlich einfacher wird, seine technologischen Fähigkeiten, seine Baukompetenz usw. zu demonstrieren.

Bewegung hin zu Cloud-Diensten

Der Begriff «Cloud» war für viele Branchen der Vorbote von Innovationen, so auch für das Baugewerbe. Sie ermöglicht allgemeine Verbesserungen in Bezug auf die Ressourcennutzung und bietet gleichzeitig die Möglichkeit, wichtige Daten außerhalb des physischen Standorts des Unternehmens sicher zu speichern, was die Sicherheit erhöht und die Belastung durch die Aufrechterhaltung physischer Dienste an Ihrem aktuellen Standort oder in dessen Nähe verringert. Der Einsatz der Cloud verbessert alle Parameter, von der allgemeinen Arbeitsleistung bis hin zu spezifischen Aspekten des Managements von Bauunternehmen, und bietet eine großartige Möglichkeit für Unternehmen, ihrer Konkurrenz voraus zu sein.

Herkömmliche Methoden zur Datenspeicherung sind auf riesige physische Serverräume angewiesen, die regelmäßig gewartet werden müssen und anfällig für physische Schäden sind. Cloud-Dienste bieten Lösungen für all diese Probleme und bieten gleichzeitig ihre eigenen Vorteile, wie z. B. schnellere Prozesse zur Sicherung, einfacheren Zugriff auf gesicherte Daten usw.

Automatisierung

Die Einführung neuerer Technologien ist seit langem eine bewährte Methode, um der Konkurrenz voraus zu sein, und das gilt auch für das Baugewerbe. Viele zeitraubende und sich wiederholende Aufgaben in dieser Branche können zumindest teilweise automatisiert werden, was die Gesamtproduktivität enorm steigert. Dadurch gewinnen auch Branchenexperten und Fachleute Zeit, um mehr zum Gesamterfolg eines Projekts beizutragen.

Beim traditionellen Bauwesen wurde fast alles manuell bearbeitet, einschließlich Fortschrittsberichte, Mengenermittlungen usw. Durch die digitale Automatisierung können diese Aufgaben nicht mehr manuell erledigt werden, während gleichzeitig die Leistung um ein Vielfaches verbessert wird: Automatisierte Mengenermittlungen dauern jetzt nur noch Minuten statt Tage, manuelle Berechnungen weisen höhere Genauigkeitsraten auf und Roboter können bei sich wiederholenden Aufgaben drei- bis viermal schneller sein als ein durchschnittlicher Arbeiter.

Zusammenarbeit und Kommunikation

Die Möglichkeit, alle Beteiligten jederzeit auf dem Laufenden zu halten, ist an sich schon ein enormer Vorteil, und die Möglichkeit, den Fortschritt eines Projekts zu überwachen, macht es viel einfacher, das Versäumen von Fristen zu vermeiden. Gleichzeitig verbessert das Fehlen von Kommunikationsbarrieren zwischen verschiedenen Parteien die Zusammenarbeit, was zu besseren Gesamtergebnissen für jedes Projekt führt.

Bei der traditionellen Kommunikation in Bauprojekten wurden physische Treffen, Telefonate und Papierdokumente verwendet, was regelmäßig zu Verzögerungen und Informationssilos führte. Digitale Plattformen ermöglichen die Kommunikation und den sofortigen Austausch von Dokumenten mit allen Beteiligten, wodurch die meisten herkömmlichen Prozesse wie Änderungsaufträge drastisch beschleunigt werden (was jetzt Stunden statt Wochen dauert).

Klarheit und Gewissheit

Verwirrung kann ein überraschend großes Problem für ein Bauprojekt sein, besonders wenn die Kommunikation zwischen den verschiedenen Abteilungen nicht so gut ist, wie sie sein könnte. Da digitale Technologien im Baugewerbe die Zusammenarbeit stark fördern, sorgt eine nahtlose Kommunikation dafür, dass das Projekt als Ganzes viel klarer ist als zuvor, vor allem wenn die Interaktion zwischen den Teams aus der Ferne erfolgt, wie es in der Branche derzeit de facto der Standard ist.

Beim traditionellen Baumanagement stützte man sich oft auf schriftliche Berichte und Besuche vor Ort, was dazu führte, dass Probleme erst spät erkannt und gelöst wurden. Die digitale Bauweise löst dieses Problem, indem sie Echtzeit-Zugriff auf Projektinformationen bietet und gleichzeitig Funktionen wie die Kollisionserkennung ermöglicht, die Kollisionen und andere Probleme aufzeigt, ohne dass diese vor Ort lokalisiert werden müssen.

Sicherheitsverbesserungen durch digitales Bauen

Die Baubranche ist bekannt für die hohe Wahrscheinlichkeit von Verletzungen und körperlichen Schäden auf der Baustelle, weshalb Sicherheit schon immer eine der obersten Prioritäten in der Branche war (auch bei traditionellen Bauweisen). Zu diesen Maßnahmen gehören seltene manuelle Inspektionen, eine Reihe von reaktiven Lösungen für spezifische Probleme und praktisch nichts anderes.

Die Einführung eines digitalen Aspekts in der Bauindustrie hat ihren Sicherheitsansatz seit geraumer Zeit verändert, wobei proaktive Sicherheitsverwaltung und Echtzeitüberwachung die wichtigsten Aspekte des neuen Ansatzes zur Verbesserung der Sicherheit sind. Im Folgenden möchten wir einige der größten Kategorien von Sicherheitsverbesserungen behandeln, die auf die Entwicklung des digitalen Bauens zurückzuführen sind, darunter:

• Echtzeit-Sicherheitsüberwachung
• Automatisierte Einhaltung von Sicherheitsvorschriften
• Verbesserte Sicherheitsschulungen
• Vorausschauende Sicherheitsanalysen
• Verbesserungen der Notfallmaßnahmen

Sicherheitsüberwachung in Echtzeit

Die Einführung digitaler Technologien vereinfacht die kontinuierliche globale Überwachung von Baustellen mithilfe einer Reihe von Methoden erheblich. Gängige Beispiele für solche Methoden sind:

• Tragbare Geräte, die den Standort des Trägers zusammen mit den Vitalfunktionen überwachen und über einen speziellen Sturzerkennungsmechanismus verfügen.
• Umweltsensoren, die die Exposition gegenüber schädlichen Substanzen, den Lärmpegel, die Temperatur, die Luftqualität usw. überwachen können
• Vernetzte Ausrüstungssensoren, die ständig Informationen über den Wartungsstatus, den Maschinenbetrieb oder ähnliche Aufgaben liefern können
• Intelligente Schutzausrüstung (persönliche Schutzausrüstung oder PSA), die ihren Träger bei Bedarf über Gefahren in der Nähe informieren kann

Automatisierte Einhaltung von Sicherheitsvorschriften

Eine Reihe digitaler Systeme kann die Einhaltung verschiedener Sicherheitsvorschriften vereinfachen und automatisieren, darunter:

• Automatisierte Sicherheitsinspektionsprozesse mit Checklisten und detaillierter Dokumentationserstellung.
• Digitale Arbeitserlaubnismaßnahmen, die die Qualifikation von Arbeitnehmern für bestimmte Aufgaben im Bauablauf überprüfen.
• Möglichkeit zur Überwachung von Sicherheitszonen und Sperrbereichen in Echtzeit.
• Erkennung der Einhaltung von PSA ohne menschliches Eingreifen mithilfe von Computer Vision.

Verbesserte Sicherheitsschulungen

Schulungen sind ein wichtiger Bestandteil jedes Sicherheitsverfahrens, da sie das Bewusstsein für die potenziellen Gefahren vor Ort schärfen, sodass die Arbeitnehmer selbst auf diese Gefahren aufmerksam werden und versuchen können, sie in Zukunft zu vermeiden. Die Ergänzung dieses Prozesses durch die neuesten Technologien verbessert die Effizienz der Schulungen:

• Virtual-Reality-Simulationen können für Schulungen für Gefahrensituationen ohne reales Risiko eingesetzt werden.
• Augmented Reality kann die Anweisungen für die Bedienung von Geräten verbessern und bei der Sicherheitsberatung vor Ort helfen.
• Interaktive digitale Schulungsmodule sind in der Lage, das Verständnis und die Durchführung zu verfolgen.
• Ferngesteuerte Expertenberatung kann bei gefährlichen und/oder komplexen Aufgaben helfen.

Vorhersagende Sicherheitsanalysen

Die Kombination aus künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen ermöglicht viele moderne Sicherheitsmaßnahmen, darunter:

• Historische Datenanalyse, um risikoreiche Bedingungen oder Aktivitäten zu ermitteln.
• Planung der Arbeitssicherheit im Freien mit Wetterüberwachungs- und Integrationsfunktionen.
• Mustererkennungsfunktionen zur Vorhersage aller Arten von Sicherheitsvorfällen, bevor sie eintreten können.
• Risikobewertung in Echtzeit auf der Grundlage aktueller Standortbedingungen.

Verbesserungen bei der Notfallreaktion

Digitale Systeme können auch das Instrumentarium eines Unternehmens für die Notfallreaktion verbessern, wobei die folgenden Funktionen die wichtigsten Beispiele sind:

• Digitale Lagepläne für Einsatzkräfte.
• Sofortwarnsysteme für Notfälle oder Unfälle.
• Automatisierte Notfallprotokolle und -verfahren.
• Standortverfolgung in Echtzeit für jeden einzelnen Arbeiter, um die Evakuierungsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Umwelt- und Nachhaltigkeitsvorteile des digitalen Bauens

Die schiere Größe der Bauindustrie hat enorme Auswirkungen auf die Umwelt, sowohl was den Ressourcenverbrauch als auch die Abfallerzeugung betrifft. Daher versucht die Branche seit vielen Jahren, ihre Effizienz zu steigern, wobei digitale Technologien für einige der bemerkenswertesten Optimierungsmaßnahmen verantwortlich sind, darunter:

• Ressourcenoptimierung

Die Einführung digitaler Technologien verbessert die Gesamteffizienz der Ressourcennutzung, einschließlich der Materialmengenoptimierung durch künstliche Intelligenz und digitale Nachverfolgungssysteme zur Abfall- und Materialverwaltung. Es gibt auch Tools wie die intelligente Logistikplanung zur Reduzierung von Transportemissionen und BIM-basierte Analysefunktionen, die leistungsfähigere Materialalternativen bieten können.

• Energieeffizienz

Auch die Energieeffizienz kann durch digitale Bautechnologien verbessert werden, wobei eine Vielzahl von Beispielen zur Auswahl steht: Thermografie für bestehende Strukturen, digitale Zwillinge für die fortlaufende Optimierung der Energieeffizienz und so weiter. Einige der bereits erwähnten Tools können auch in diesem Bereich eingesetzt werden, darunter intelligente Gebäudesysteme (für das langfristige Energiemanagement) oder Echtzeit-Tracking- und Überwachungsrahmen (für den Energieverbrauch).

• Abfallreduzierung

Einer der auffälligsten Beiträge des digitalen Bauens in diesem Bereich ist die Abfallreduzierung, wobei die folgenden Maßnahmen die prominentesten Beispiele dafür sind:

• 3D-Drucktechnologie zur Minimierung von Materialabfällen
• Digitale Abfallverfolgung zur Verbesserung der Recycling- und Entsorgungsabläufe
• Digitale Vorfertigungsplanung für beispiellose Effizienz bei der Materialnutzung

Es gibt noch einige weitere Funktionen, die auf indirektere Weise zur Abfallreduzierung beitragen, wie z. B. automatisierte Schneide- und Montagefunktionen, die Materialverluste und Abfallaufkommen reduzieren, oder die Verwendung von BIM, um präzise Mengenberechnungen und Bestellungen durchzuführen.

• Optimierung des nachhaltigen Designs

Nachhaltiges Design ist ein eher anspruchsvolles Thema, das in den letzten Jahren viel Aufmerksamkeit erhalten hat. Ohne bestimmte digitale Bautechnologien wäre es auch nahezu unmöglich, darunter Funktionen wie die Berechnung des CO2-Fußabdrucks und Optimierungsfunktionen oder die Simulation der Umweltauswirkungen in frühen Entwurfsphasen. Gleichzeitig tragen Funktionen wie die Analyse von Solar- und natürlichem Licht und die Analyse nachhaltiger alternativer Materialien ebenfalls zum übergeordneten Ziel der Nachhaltigkeit bei.

• Langfristige Vorteile für die Umwelt

Natürlich sind nicht alle Vorteile des digitalen Bauens kurzfristiger Natur, und es gibt mehrere Beispiele für Vorteile, die erst langfristig zum Tragen kommen. Diese Vorteile ergeben sich aus den folgenden digitalen Baukapazitäten:

• Vorausschauende Instandhaltung zur Verlängerung der Lebensdauer eines Gebäudes
• Datengestützte zukünftige Nachhaltigkeitsentscheidungen
• Lebenszyklusanalyse von Gebäuden zur langfristigen Planung der Nachhaltigkeit
• Geringere Umweltbelastung durch die Optimierung zukünftiger Gebäudebetriebe usw.

Wie wirkt sich das digitale Bauen auf jede Phase des Bauprozesses aus?

Building Information Modeling ist ein wesentlicher Bestandteil des digitalen Bauens insgesamt. Es bietet die Möglichkeit, die Ergebnisse jedes Teils des Bauprozesses zu verbessern, von den frühesten Phasen des Entwurfsprozesses bis hin zur baulichen Überwachung eines bereits fertiggestellten und an den Kunden übergebenen Gebäudes.

Noch bevor der erste Entwurfsprozess beginnt, gibt es einen wichtigen Schritt, der die Überwachung der zukünftigen Baustelle einschließt – sie erfolgt in der Regel über Luftbildaufnahmen, Laserscanning oder sogar mobiles Scannen. Alle diese Daten können sofort in das BIM-System übertragen werden, so dass es über aktuelle Informationen über die Baustelle verfügt, einschließlich möglicher Komplikationen, die auftreten können.

Der Rest der Entwurfsphase folgt der gleichen Idee. Es wird ein digitales Modell erstellt, das leicht zwischen verschiedenen Parteien ausgetauscht werden kann, um sicherzustellen, dass es genau so ist, wie der Kunde es wünscht – einschließlich der Möglichkeit, die gesamte zukünftige Struktur in 3D mit Technologien wie der virtuellen Realität zu überblicken. Dasselbe Konzept erleichtert auch die Durchführung verschiedener informativer Designentscheidungen und die allgemeine Konzeptüberprüfung durch den Kunden.

Zu Beginn des eigentlichen Bauprozesses kommt ein weiterer Vorteil von BIM zum Tragen. Sowohl Bauunternehmer als auch Subunternehmer können das aktuelle Projektmodell, einschließlich des Layouts, problemlos einsehen, um fundiertere Entscheidungen zu treffen. Einige der fortschrittlicheren Maschinen ermöglichen es auch, BIM-Modelle als Daten in die betreffende Maschine hochzuladen, so dass ein Teil der Bauarbeiten automatisch von der Maschine selbst durchgeführt werden kann. Die Kommunikation von Maschine zu Maschine bietet in diesem Zusammenhang oft Ergebnisse, die sowohl schneller als auch präziser sind als manuell gesteuerte Alternativen.

Dies bietet eine noch nie dagewesene Präzision für das Bauprojekt und senkt das Unfallrisiko, wenn menschliche Arbeiter in der Nähe der aktiven Maschinen arbeiten. Das ist aber nicht die einzige Möglichkeit, wie das BIM-Modell hier von Nutzen sein kann, denn es hilft auch bei vielen anderen, spezifischeren Aufgaben. Eine solche Aufgabe ist das MEP-Engineering.

MEP-Ingenieure profitieren in hohem Maße von der Existenz von BIM-Modellen, da sie bei ihrer Arbeit datenreiche 3D-Modelle verwenden können, um MEP-Komponenten im Kontext der Platzierung von Wänden und Säulen eines Gebäudes zu platzieren. Dasselbe Modell kann auch während des Bauprozesses mehrfach verschiedene as-built-Prüfungen durchführen und bietet so viele Möglichkeiten, potenziell katastrophale Fehler zu erkennen und zu beheben, bevor sie sich auf das Projektergebnis auswirken können.

Abgesehen vom Gebäude selbst kann ein BIM-Modell auch bei der Planung und Erstellung der unterstützenden Infrastruktur helfen – Eisenbahnen, Tunnel, Brücken, Straßen und mehr. Die digitale Baustellendokumentation kann in diesen Fällen mit etwas so Einfachem wie einem Mobiltelefon durchgeführt werden, das anderen Projektbeteiligten sachliche Informationen liefert.

Was die sachlichen Informationen betrifft, so ist es wichtig zu erwähnen, dass das BIM-Modell während der gesamten Bauphase des Projekts mit Echtzeit-Strukturüberwachung immer aktualisiert wird. Ein sehr ähnlicher Prozess wird auch nach der Fertigstellung des Projekts und regelmäßig während des gesamten Lebenszyklus des Projektergebnisses durchgeführt.

Viele Branchenexperten neigen dazu, zu vergessen, dass das BIM-Modell nicht völlig nutzlos wird, sobald das betreffende Projekt abgeschlossen und übergeben ist, denn dasselbe Modell kann verwendet werden, um den Gesamtzustand des Bauwerks in verschiedenen Phasen seines Lebenszyklus zu überwachen. Einige Systeme können sogar Warnmeldungen für die Beteiligten erstellen, wenn der Gesamtzustand des Bauwerks unter dem erwarteten Grenzwert liegt.

Überraschenderweise kann ein BIM-Modell dem Gebäude auch am Ende seines Lebenszyklus helfen, indem es eine Fülle von Informationen über den aktuellen Zustand des Bauwerks und andere Informationen bietet, die für den Abriss oder die Sanierung erforderlich sind, je nach Wahl des Eigentümers.

Auswirkungen des digitalen Bauens auf die wichtigsten Interessengruppen

In den vorherigen Abschnitten haben wir eine Vielzahl von Argumenten dafür vorgestellt, warum und wie das digitale Bauen viele der bestehenden Prozesse und Arbeitsabläufe verändert hat. Hier möchten wir hervorheben, wie einige der häufigsten Interessengruppen von diesen Veränderungen betroffen sind.

Architekten

Das Architekturwesen hat sich unter dem Einfluss der digitalen Transformation dramatisch verändert und ist zu einer ausgeklügelten Designplattform geworden, während traditionelle Zeichenbretter aufgegeben wurden. Moderne Architekten können BIM-Technologien nutzen, um detaillierte, informationsreiche 3D-Modelle zu erstellen, die sich automatisch in der gesamten Projektdokumentation aktualisieren können. Die bemerkenswertesten Vorteile dieser Richtungsänderung sind:

• Fähigkeiten zur Echtzeit-Umgebungs- und Energieanalyse in einem frühen Stadium.
• Immersive Virtual-Reality-Begehungen für Kunden.
• Mehr Freiheit bei Designvariationen aufgrund der höheren Effizienz der parametrischen Modellierung.
• Nahtlose Zusammenarbeit mit Ingenieuren bei der Gestaltung komplexer Objekte und Elemente.
• Möglichkeit, Designkonflikte in der Entwurfsphase zu erkennen und zu lösen.

Ingenieure

Die digitale Konstruktion hat die analytischen Fähigkeiten von Konstruktionswerkzeugen verbessert und bietet eine höhere Präzision bei der Konfiguration elektrischer, mechanischer und struktureller Systeme. Die bemerkenswertesten Vorteile dieses Ansatzes sind:

• Automatisierte Überprüfung der Einhaltung von Vorschriften.
• Fortschrittliche Simulationsfunktionen, die die Prüfung der strukturellen Integrität vereinfachen.
• Digitale Zwillingstechnologie zur Überwachung der Gebäudeleistung nach dem Bau.
• Ein einziges koordiniertes Modell (BIM), das mehrere MEP-Systeme für mehr Komfort integrieren kann.
• Zusammenarbeit mit Architekten in Echtzeit, um Probleme im Bauprozess frühzeitig zu vermeiden.

Bauunternehmer

Die digitale Transformation hat die Projektausführung und das Baustellenmanagement für Bauunternehmer in mehrfacher Hinsicht verändert. Die häufigsten Beispiele für solche Veränderungen sind:

• Funktionen für digitales Werkzeugmanagement und Geräteverfolgung.
• Mengenermittlung und Kostenschätzung mit beispielloser Präzision.
• Ressourcenzuweisung und Projektplanung in Echtzeit.
• Automatisierung der Fortschrittsverfolgung mithilfe von Kameras und Drohnen vor Ort.
• Mobiler Zugriff auf Bauunterlagen und Spezifikationen vor Ort.
• Verbesserungen bei der Sicherheitsüberwachung während des Bauprozesses durch tragbare Technologie.

Kunden und Eigentümer

Die Hauptvorteile des digitalen Bauens für Kunden und Eigentümer sind eine beispiellose Transparenz und Kontrolle über ihre Investitionen. Dies umfasst die folgenden Vorteile:

• Vorausschauende Analysen, die ein besseres Verständnis der Lebenszykluskosten ermöglichen.
• Verbesserte Entscheidungsfindung während der Entwurfs- und Bauphase.
• Bessere Visualisierung des Endprodukts durch virtuelle Realität und virtuelle Begehungen.
• Finanzielle Nachverfolgung in Echtzeit und sofortige Fortschrittsaktualisierungen.
• Digitale Übergabedokumentation, die das Facility-Management verbessert.

Regulierungsbehörden und Behörden

Die digitale Transformation vereinfacht auch die Einhaltung von Vorschriften, da alle Arten von regulatorischen Prozessen durch die folgenden Funktionen erheblich verbessert werden:

• Verbesserte Dokumentation zur Einhaltung von Sicherheitsvorschriften.
• Digitale Aufzeichnungen für zukünftige Referenzzwecke.
• Automatisierte Überprüfung der Einhaltung von Bauvorschriften.
• Genauere Überwachung der Umweltauswirkungen.
• Bessere Transparenz bei Inspektionsprozessen.

Subunternehmer und Spezialgewerke

Auch Subunternehmer sind nicht von den Vorteilen digitaler Bauprozesse ausgeschlossen, wie z. B. bessere Koordination, verbessertes Ressourcenmanagement usw. Wir sollten auch die folgenden Vorteile erwähnen:

• Mobiler Zugriff auf die neuesten Entwurfsänderungen und Spezifikationen.
• Digitale Messungen, die präzise Vorfertigungsmöglichkeiten ermöglichen.
• Verbesserte Qualitätssicherung mithilfe digitaler Installationsdokumentation.

Facility Manager

Auch die Phase nach dem Bau des Projekts bringt zahlreiche Vorteile mit sich, die sich aus der Einführung digitaler Bauverfahren ergeben. Für Facility Manager und angrenzende Mitarbeiter ergeben sich folgende Vorteile:

• Genauere Überwachung der Energieeffizienz.
• Optimierte Wartungsverfolgung und -planung.
• Effizientere Raumverwaltung mithilfe digitaler Grundrisse.
• Umfassende digitale Bestandsdokumentation.
• Verwendung von Sensordaten zur Verbesserung der Ergebnisse der vorausschauenden Instandhaltung.

Auswirkungen des digitalen Bauens auf Arbeitskräfte und Qualifikationen

Der Einfluss digitaler Technologien ist weit verbreitet und vielschichtig und wirkt sich auf viele Bereiche des Prozesses aus. Dementsprechend steigen auch die Anforderungen an die Belegschaft, da die digitale Bauweise immer stärker in den täglichen Betrieb des Bauprozesses integriert wird.

Sowohl neue Arbeitskräfte als auch erfahrene Saisonarbeiter der Branche sind von diesem Wandel betroffen, da in der modernen Bauindustrie eine Kombination aus traditionellem Bauwissen und digitalem Fachwissen de facto erforderlich ist. Das Gleichgewicht zwischen technologischem Fortschritt und praktischen Fähigkeiten ist nicht leicht zu halten, und es ist noch schwieriger sicherzustellen, dass sich alle Arbeitnehmer an die Veränderungen anpassen können.

Die digitale Transformation hat eine Reihe neuer Positionen in der Branche hervorgebracht, wie z. B. BIM-Koordinatoren, Baudatenanalysten und digitale Bauleiter. Das Hauptziel dieser Positionen besteht darin, die Wissens- und Qualifikationslücke zwischen traditionellen und modernen Bauweisen zu verringern und die erfolgreiche Integration der neuesten digitalen Technologien in bestehende Prozesse sicherzustellen.

Viele traditionelle Aufgabenbereiche sind inzwischen ebenfalls stärker digitalisiert, wobei Bauleiter für die Echtzeit-Berichterstattung auf mobile Apps zurückgreifen und Projektmanager digitale Projektmanagement-Tools beherrschen, um relevante Projektinformationen in Echtzeit zu erhalten und zu verarbeiten.

Die Fähigkeiten eines modernen Bauprofis sind sehr vielfältig, wobei digitale Kompetenz und bautechnisches Wissen für jede Art von Beschäftigung erforderlich sind. Es liegt auch im Interesse der Unternehmen, das Wissen ihrer Mitarbeiter durch interne Schulungen, Partnerschaften mit Anbietern, kontinuierliche Lerninitiativen usw. auf dem neuesten Stand zu halten.

In ihrer aktuellen Form soll die Automatisierung die Mitarbeiter bei sich wiederholenden Aufgaben unterstützen, anstatt sie zu ersetzen, und so mehr Möglichkeiten für die Durchführung komplexerer Vorgänge wie z. B. Wartungsarbeiten eröffnen. Die Branche hat bereits genug Probleme, qualifizierte Fachkräfte zu gewinnen, und die Anforderungen an digitale Fähigkeiten in Kombination mit Bedenken hinsichtlich der Automatisierung können als weiterer Hemmschuh für die Bemühungen um mehr Mitarbeiter angesehen werden.

Vor diesem Hintergrund erzielen Unternehmen, die klare Karrierewege entwickeln, die sowohl traditionelles Fachwissen als auch digitale Innovation umfassen, in der Regel die erfolgreichsten Einstellungsergebnisse. Das bedeutet, dass solche Praktiken von mehr Unternehmen übernommen werden sollten, um mit den neuesten Veränderungen in der Bauindustrie Schritt zu halten.

Warum ist das digitale Bauen so beliebt?

Die Digitalisierung wird für die Baubranche schon seit einiger Zeit als unausweichlich angesehen, denn die besagte Branche ist eine der konservativsten auf dem Planeten. Während viele verschiedene Arbeitsbereiche schon vor langer Zeit mit der Digitalisierung begonnen haben, gab es in der Baubranche ein ganz bestimmtes weltweites Ereignis, das viele Experten als Katalysator für plötzliche massive Veränderungen in genau dieser Branche ansehen. Dieses eine Ereignis war der Beginn der COVID-19-Pandemie.

Das soll natürlich nicht heißen, dass das Baugewerbe nicht auch schon vor diesem Ereignis mit Problemen zu kämpfen hatte. Jedes Bauprojekt ist ein gewaltiges Unterfangen mit Dutzenden von Auftragnehmern und Subunternehmern, engen Fristen, begrenzten Budgets, strengen behördlichen Auflagen, Sicherheitsbedenken vor Ort und so weiter.

Das Problem der qualifizierten Arbeitskräfte war auch schon seit einiger Zeit präsent – eine Umfrage der National Association of Home Builders aus dem Jahr 2021 ergab, dass das Durchschnittsalter der Bauarbeiter bei 42 Jahren liegt. Nach dieser Logik werden bis zum Jahr 2029 viele erfahrene Arbeitskräfte in den Ruhestand gehen, und die Zahl der Nachwuchskräfte in der Branche insgesamt scheint nicht auszureichen, um dies zu kompensieren – denn verschiedene technologische Fortschritte haben dazu geführt, dass sich viele junge Menschen für andere Branchen als das Baugewerbe entscheiden.

Natürlich ist dieses Problem auch in anderen Ländern, nicht nur in den USA, weit verbreitet. So hat eine Untersuchung des Grattan Institute in Australien ergeben, dass bei fast jedem zweiten Eisenbahn- oder Straßenbauprojekt Budgetüberschreitungen von mindestens 30% oder mehr zu verzeichnen waren. Diese Statistiken werden noch erschreckender, wenn Sie bedenken, dass nur Projekte mit einem geschätzten Budget von 1 Milliarde AUD oder mehr in diese Analyse einbezogen wurden.

Was das allgemeine weltweite Bild betrifft, so gab es auch einen CRUX Insight Bericht aus dem Jahr 2021, der über 1400 Projekte auf der ganzen Welt untersuchte und zu dem Ergebnis kam, dass der durchschnittliche Wert der Schadensersatzforderungen fast 50 % der veranschlagten Investitionsausgaben betrug, während Schadensersatzforderungen im Zusammenhang mit Zeitverlängerungen ein durchschnittliches Bauprojekt um etwa 70 % länger machten als ursprünglich veranschlagt.

Angesichts dieser vielen Probleme in der Branche an so vielen verschiedenen Fronten und der allgemeinen Problematik einer globalen Pandemie, die praktisch aus dem Nichts auftauchte, hatte die Bauindustrie keine andere Wahl, als sich in beschleunigtem Tempo auf die Digitalisierung des Bauwesens zuzubewegen, wohl wissend, dass das Versäumnis, sich unter diesen Umständen zu verbessern, selbst einige der größten Akteure in diesem Bereich in den Ruin treiben könnte, da die schiere Menge an verpasstem Potenzial, das mit verschiedenen digitalen Lösungen zumindest teilweise gelöst werden könnte, zu groß ist.

Regionale Einführung des digitalen Bauens

Die Themen Popularität und Akzeptanz ermöglichen es uns, zu erörtern, wie das digitale Bauen in verschiedenen Regionen angenommen und umgesetzt wurde.

Die Region in Europa ist mit starker staatlicher Unterstützung und strengen Vorschriften weltweit führend bei der Einführung. Im Vereinigten Königreich gibt es bereits ein BIM-Mandat, und die skandinavischen Länder sind für ihre hervorragenden Fähigkeiten im Bereich des modularen Bauens und der Vorfertigung bekannt. Zwei der Hauptschwerpunkte dieser Region sind die grenzüberschreitende Standardisierung und Nachhaltigkeit bei gleichzeitiger Bereitstellung eines außergewöhnlichen Niveaus an IoT-Integration und digitaler Zwillingstechnologie.

In der Region Nordamerika gibt es große Unterschiede bei den Einführungsraten, wobei die Westküste in Bezug auf die Umsetzungsbemühungen in der Regel vorne liegt. Die Region investiert stark in Bau-Start-ups, Sicherheitsmanagementumgebungen und mobile Technologielösungen, wobei der Schwerpunkt auf der Nachrüstung der bestehenden Infrastruktur mit Hilfe moderner digitaler Lösungen liegt.

Die Region Asien-Pazifik weist eine recht unterschiedliche Landschaft bei der Einführung digitaler Bauweisen auf, wobei Singapur, Japan und China die bemerkenswertesten Beispiele für Länder mit hohem Digitalisierungsgrad sind, die sich auf Geschwindigkeit, Effizienz und Integration in Smart-City-Infrastrukturen konzentrieren. Es gibt auch mehrere Regierungsinitiativen, die die Einführung vorantreiben, wie z. B. die Construction Industry Transformation Map in Singapur.

Die Region Mittlerer Osten ist ein aufstrebendes digitales Bauzentrum, wobei Saudi-Arabien und die Vereinigten Arabischen Emirate in Bezug auf die digitale Transformation unangefochten an der Spitze stehen. Die Region zeichnet sich durch ihre Anpassungsfähigkeit an extreme Wetterbedingungen und ihren Fokus auf Megaprojekte aus, wobei stark in Spitzentechnologien für den Bau von Luxusimmobilien und Infrastruktur investiert wird.

Branchenspezifische Anwendung des digitalen Bauens

Die Umsetzung und Nutzung des digitalen Bauens variiert in den verschiedenen Sektoren der Bauindustrie erheblich, mit einzigartigen Anwendungsfällen, Anforderungen und Technologien. Hier sind einige Beispiele dafür:

• Bei Infrastrukturprojekten ermöglichen digitale Werkzeuge eine präzise Kartierung und Echtzeitüberwachung der strukturellen Integrität und der unterirdischen Versorgungsleitungen. Alternativ dazu werden bei Projekten wie Tunneln und Brücken Bodenradare und LiDAR-Scanner eingesetzt, um detaillierte Informationen über den Untergrund zu erhalten, die von der BIM-Lösung interpretiert und visualisiert werden können.
• Der Bau von Energieanlagen erfordert den Einsatz fortschrittlicher Modellierungs- und Digital-Twin-Technologie, um die vollständige Einhaltung aller Spezifikationen und Sicherheitsprotokolle zu gewährleisten. Ausgefeilte 4D-Planungslösungen können zeitbasierte Faktoren und räumliche Modelle in dieselbe Umgebung integrieren und so die Erstellung komplexer Strom- oder Rohrleitungsnetze unterstützen.
• In der Wohnbauentwicklung erleichtert digitales Bauen die Massenanpassung und Standardisierung und ermöglicht die effiziente Replikation erfolgreicher Entwürfe, ohne dass dabei der Grad an Individualität verloren geht, den Käufer sich für ihre Anschaffungen wünschen. Bauträger können auch parametrische Entwurfswerkzeuge verwenden, um auf der Grundlage von Basismodellen eine Vielzahl von Hausvarianten zu erstellen, was den Entwicklungsprozess tendenziell rationalisiert, ohne dass dabei die architektonische Vielfalt verloren geht.

Erfolgsmessung im digitalen Bauen

Es gibt viele Leistungskennzahlen, die zur Erfolgskontrolle bei der Umsetzung des digitalen Bauens herangezogen werden können. Einige sind unmittelbar, während andere langfristig analysiert werden, um eine ausgewogene Bewertung der Verbesserungen eines Unternehmens in Bezug auf die betriebliche Effizienz, die finanzielle Leistung und die Projektergebnisse zu erstellen.

Wir können potenzielle Kennzahlen in vier Hauptkategorien einteilen:

• Projekt-Effizienzkennzahlen – traditionelle und moderne Projektzeitpläne werden miteinander verglichen, wobei RFI-Antwortzeiten, Nacharbeitsquoten und die gesamte Projektdauer gemessen werden.
• Finanzielle Auswirkungen – digitale Tools verfolgen die aktuellen finanziellen Parameter eines Projekts und vergleichen sie mit historischen Informationen, wobei die Menge an Materialverschwendung, die Gesamtarbeitskosten (bessere Ressourcenzuweisung), die Gesamtzahl der Gewährleistungsansprüche usw. gemessen werden.
• Sicherheitsleistung – tragbare Technologie und IoT-Sensoren bieten einen umfassenden Überblick in Form vieler Parameter im Bereich digitaler Sicherheitsinitiativen, einschließlich Unfallraten, Geschwindigkeit der Gefahrenidentifizierung, Leistung der Compliance-Verfolgung usw.
• Umweltauswirkungen – Gebäudemanagementsysteme und digitale Zwillingsumgebungen können fortlaufend Informationen sammeln und die Menge des Materialabfalls, den Gesamtenergieverbrauch und die allgemeine Gebäudeleistung messen.

Fallstudien

Als besseres Beispiel haben wir zwei separate Fallstudien, die zeigen, wie die Einführung einer digitalen Kollaborationslösung wie Revizto verschiedene Aspekte eines Bauunternehmens verbessert.

Stantec

Stantec ist ein weltweit führendes Unternehmen in den Bereichen Architektur, Beratung und nachhaltiges Ingenieurwesen. Es verfügt über viel Erfahrung in der Abwicklung großer und komplexer Bauprojekte. Die Hauptschwerpunkte liegen auf Rechenzentren, dem Gesundheitswesen und kommerziellen Projekten in Australien und Neuseeland, und die Probleme der Bauindustrie als Ganzes sind in Australien und Neuseeland präsent. Aus diesem Grund hat Stantec Revizto in seine Arbeitsabläufe eingeführt, und die Ergebnisse sind beeindruckend.

Revizto hat es geschafft, unmittelbare und messbare Vorteile in die Arbeitsabläufe von Stantec zu bringen, darunter die folgenden Aspekte:

• Zentralisierung des Datenmanagements, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, mühsame Dateikonvertierungen zu vermeiden, während Informationen aus mehreren Quellen verwaltet werden.
• Optimierte Kollisionserkennung dank des leistungsstarken Tool-Sets von Revizto, das keine Dateikonvertierung oder die Verwendung einer anderen Lösung erfordert, was viel Zeit spart.
• Verbesserte Zusammenarbeit, die durch die Möglichkeit erleichtert wird, innerhalb derselben Plattform einfach zu kommunizieren und gleichzeitig die Option zu haben, in Echtzeit zusammenzuarbeiten.
• Fortschrittsüberwachung und Problemverfolgung in Echtzeit, um sicherzustellen, dass Problemlösungsprozesse wie vorgesehen kommuniziert und überwacht werden, und um alle relevanten Interessengruppen über ihre Verantwortlichkeiten auf dem Laufenden zu halten.

M.P. Lundy

Ottawa’s M.P. Lundy Construction ist ein Unternehmen, das sich auf die Arbeit an großen kommerziellen Bauprojekten spezialisiert hat und damit zu einem führenden Unternehmen im lokalen Baumanagementsektor geworden ist. Die Nutzung von Revizto beschränkte sich zunächst ausschließlich auf das Zeichnen und die Modellansicht, aber das Auftreten einer neuen Führungsperson lenkte viel mehr Aufmerksamkeit auf die Lösung, einschließlich einer Softwareschulung für das Team und der Integration fortschrittlicher Technologien.

Der Wert, den das Unternehmen aus Revizto schöpfen konnte, zeigt sich in mindestens drei Aspekten:

• Schnellere BIM-Koordination mit praktischen Tracking-Funktionen und einfacher Schwachstellenvisualisierung, wodurch Koordinationsbesprechungen erheblich beschleunigt werden.
• Bessere Problemlösung, die durch die Möglichkeit ermöglicht wird, Probleme schnell zu identifizieren und sie bestimmten Interessengruppen zuzuweisen. Die nahtlose Kommunikation innerhalb der Lösung hat auch die Bemühungen zur Konfliktlösung enorm unterstützt.
• Effizientere Koordination mit Gewerken ermöglicht eine schnellere Einarbeitung sowohl für Auftragnehmer als auch für Subunternehmer durch praktische Aufgabenvisualisierung. Dadurch sind neue Projektteilnehmer engagierter und konzentrieren sich auf die Projektziele.

Zukünftige Trends und Entwicklungen im digitalen Bauwesen

Das digitale Bauwesen entwickelt sich weiter und berücksichtigt dabei alle neuesten Technologien, während es sich gleichzeitig an Veränderungen in der Bauindustrie selbst anpasst. Gleichzeitig besteht immer die Notwendigkeit, die Herausforderungen anzugehen, die oft durch die Einführung dieser neueren Technologien entstehen.

Ein klares Verständnis dieser beiden Faktoren ist eine Notwendigkeit, um Ihr Unternehmen auf zukünftige Entwicklungen im digitalen Bauwesen vorzubereiten.

Neue Technologien

Die bemerkenswertesten neuen Technologien, die in diesem Zusammenhang erwähnenswert sind, lassen sich in vier Hauptkategorien einteilen:

• Blockchain im Bauwesen (Transparenz bei der Verfolgung der Lieferkette, Verfolgung der Verwaltung digitaler Vermögenswerte, automatisierte Überprüfung der Einhaltung von Vorschriften usw.)
• Fortgeschrittene Robotik (KI-gestützte Qualitätssicherungssysteme, selbstheilende Baumaterialien, autonome Baumaschinen, automatisierte Materialhandhabung usw.)
• Fortgeschrittene Konnektivität (verbesserte Fernbedienungsfunktionen, Echtzeit-Datenverarbeitung und -analyse, hochauflösendes Video-Streaming bei Ferninspektionen usw.)
• Quantencomputer (verbesserte maschinelle Lernfähigkeiten, fortgeschrittene materialwissenschaftliche Simulationen, komplexe Strukturberechnungen, verbesserte Sicherheit in digitalen Systemen usw.)

Herausforderungen bei der Umsetzung

Während das allgemeine Wissen über potenzielle Entwicklungen in der Branche wichtig ist, ist es noch wichtiger, die verschiedenen Herausforderungen bei der Umsetzung zu kennen, die bei praktisch jeder neuen Technologie auftreten, die in bestehende Bauprozesse eingeführt wird. Die offensichtlichsten Beispiele für solche Herausforderungen sind:

• Widerstand gegen Veränderungen gegenüber traditionellen Methoden
• Qualifikationslücke bei der Nutzung digitaler Technologie, möglicherweise verschlimmert durch die Kluft zwischen den Generationen bei der Einführung von Technologie
• Potenzielle Kompatibilitätsprobleme mit neuer und bestehender Software
• Herausforderungen bei der Interoperabilität zwischen Plattformen und Diensten
• Bedenken hinsichtlich des geistigen Eigentums
• Kosten für Schulung und Implementierung
• Hohe Anfangsinvestitionen in Technologie und viele weitere.

Staatliche Richtlinien und regulatorische Rahmenbedingungen für digitales Bauen

Die Akzeptanzraten digitaler Bauverfahren und -technologien werden auch in hohem Maße von der Regierungspolitik und der Branchenregulierung beeinflusst. Der Bauprozess wird im Laufe der Zeit immer stärker digitalisiert, wobei viele Behörden weltweit umfassende Standardisierungsrahmen für verschiedene Aspekte des Bauwesens entwickeln. Ziel dieser Vorschriften ist es, Verantwortlichkeiten zu schaffen und klare Erwartungen im Bauwesen zu etablieren, während gleichzeitig der gesamte Umsetzungsprozess gesteuert wird.

Der erste Aspekt dieser Vorschriften sind staatliche Mandate und Standards. Staatliche Mandate für BIM sind weltweit mittlerweile weit verbreitet, wobei das britische BIM-Level-2-Mandat einen frühen Maßstab für andere Regionen gesetzt hat, dem andere folgen, darunter die skandinavischen Länder, die übrige EU und sogar einige weiter entfernte Regionen wie Singapur. Die meisten dieser Mandate bieten einen standardisierten Rahmen für Datenaustauschformate, Protokolle für die Zusammenarbeit, Modelldetailebenen und andere notwendige Parameter.

Der zweite bemerkenswerte Aspekt ist der anhaltende Schwerpunkt auf Nachhaltigkeit und Sicherheit, der Unternehmen finanzielle Anreize bietet, digitale Werkzeuge für nachhaltigeres Bauen einzusetzen. Die Einführung solcher Technologien wird auch durch Zuschüsse, beschleunigte Genehmigungen, Steuergutschriften usw. gefördert. Gleichzeitig gibt es auch viele sicherheitsbezogene Rahmenbedingungen, darunter die berüchtigte DSGVO, die alle das vorrangige Ziel haben, zu regeln, wie Bauinformationen geschützt, gehandhabt, gespeichert usw. werden.

Standardisierung und Interoperabilität sind ebenfalls Teil dieses Themas und dienen als Rahmen für zukünftige digitale Baupraktiken. Das Hauptziel solcher Standards ist die Gewährleistung der Konsistenz in den Informationsmanagementprozessen (weshalb wir hier auch ISO 19650 erwähnen können, obwohl es an sich kein nationaler Standard ist). Die Verwendung verschiedener gemeinsamer Datenumgebungen und offener BIM-Standards erleichtert gegebenenfalls auch die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Interessengruppen und Umgebungen.

Zu guter Letzt ist die fortschreitende Digitalisierung des Regulierungsprozesses zu nennen, die größtenteils mit dem Fortschritt in anderen Branchen Schritt hält. Elektronische Planprüfungen und automatisierte Einhaltung von Vorschriften sind inzwischen praktisch Industriestandards, wobei Online-Genehmigungsplattformen, digitale Dokumentationsanforderungen und elektronische Beschaffungssysteme die Leistung von ehemals papierbasierten Prozessen erheblich verbessern können. Digitale Dokumentation und Echtzeitüberwachung vereinfachen auch die Sicherheits- und Qualitätskontrollprozesse und sorgen für eine bessere Übersicht und schnellere Reaktionszeiten, wenn es darauf ankommt.

Abschließend

Digitales Bauen ist in den meisten Fällen mehr als nur eine technologische Aufrüstung. Es handelt sich um eine grundlegende Umgestaltung vieler grundlegender Prozesse, die die Branche seit Jahrzehnten leiten. Glücklicherweise befassen sich viele dieser neuen Technologien, wie BIM, IoT oder KI, auch mit einigen der bemerkenswertesten Probleme der Branche und bieten gleichzeitig eine Reihe von Möglichkeiten für Wachstum und Innovation.

Die Vorteile des digitalen Bauens sind ziemlich transparent und vielschichtig. Eine verbesserte Projekteffizienz und weniger Verzögerungen tragen beide zu Kosteneinsparungen bei, während die Vorteile für die Umwelt Unternehmen dabei helfen, die im Laufe der Zeit immer weiter steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen zu erfüllen. All diese Vorteile verstärken sich im Laufe der Zeit, was die Argumente für eine Einführung noch schlagkräftiger macht.

Fairerweise muss man sagen, dass der Weg zur digitalen Bauweise nicht ganz schmerzfrei ist und viele Herausforderungen mit sich bringt. Die anfängliche Lernkurve kann etwas abschreckend sein, und die Anfangsinvestitionen sind oft absolut brutal. Die Kosten der Digitalisierung werden jedoch im Laufe der Zeit erheblich steigen und schließlich alle Ausgaben übertreffen, die bei der Einführung der digitalen Bauweise anfallen könnten.

Die Baubranche befindet sich derzeit an einem bedeutenden Wendepunkt. Digitale Technologien existieren bereits und ihr Nutzen ist seit geraumer Zeit erwiesen und berechnet. Daher ist der Weg für viele Unternehmen klar, und die Rendite dieser Entwicklungen wird für die meisten Unternehmen früher als später eintreten.

Die digitale Bauweise ist eine großartige Möglichkeit, einige der wichtigsten Probleme der Bauindustrie zu überwinden – den Zeit- und Geldverlust durch ineffiziente Prozesse – und gleichzeitig eine nachhaltigere und effizientere Zukunft zu schaffen.