Bautechnologie-Trends 2023: Was die Baubranche verändert

Trend 1: Virtual Reality (VR) & Augmented Reality (AR)

VR/AR gehört zu den populärsten Technologietrends in der Baubranche. Zuerst aber zum Unterschied zwischen den beiden Begriffen. VR steht für Virtual Reality, also virtuelle Realität. Gemeint ist eine vollständig am Computer erzeugte digitale Welt. Um sie zu betreten, brauchen Sie einen VR-Helm oder eine VR-Brille. Um mit den Objekten dieser Computerwelt zu interagieren, sind außerdem spezielle Geräte nötig, etwa VR-Joysticks oder Touch-Controller.

Anders als die virtuelle Realität lässt Augmented Reality (AR), die erweiterte Realität, die digitale Welt in die reale hineinragen. Sie sehen die digitalen Inhalte, ohne sich von der realen Umgebung zu lösen. Mit der erweiterten Realität interagieren Menschen über spezielle Brillen und VR-Sensoren oder über einen Touchscreen.

2020 nutzten in den USA rund 57,4 Millionen Menschen VR und 90,9 Millionen AR. Laut Statista wird die weltweite Marktkapitalisierung von VR und AR im Jahr 2024 bei 296,9 Milliarden US-Dollar liegen.

Das häufigste Einsatzbeispiel für VR in der Baubranche sind Schulungs-Apps. Mit virtueller Realität lässt sich eine kontrollierte Umgebung schaffen, in der Mitarbeitende lernen, wie sie sich am Arbeitsplatz verhalten und mit Kollegen und Geräten umgehen, ohne sich dabei in Gefahr zu bringen. Laut Global Market Insights wächst der Markt für VR-Trainings-Apps jedes Jahr um 13 %.

Trend 2: Drohnen & fortschrittliche Baurobotik

Laut Kevin Kelly, US-amerikanischer Zukunftsforscher, Autor und Gründer des Magazins Wired, werden bis zum Ende des 21. Jahrhunderts 90 % unserer Kollegen durch Roboter ersetzt sein. Im zentralen Lager von Uniqlo in Tokio haben Maschinen bereits 90 % der menschlichen Arbeitskräfte ersetzt. Und in den Logistikzentren von Amazon arbeiten insgesamt mehr als 200 Tausend Roboter Seite an Seite mit Menschen.

Auch auf Baustellen ist fortschrittliche Baurobotik nichts Neues. So hat das New Yorker Unternehmen Construction Robotics den Roboter Semi-Automated Mason entwickelt, der 3.000 Ziegel am Tag verlegen kann. Zum Vergleich: Ein Mensch schafft in derselben Zeit im Schnitt 500.

Manche Unternehmen entwickeln neue Bautechnologien, die die Fähigkeiten des Menschen erweitern, statt ihn durch Roboter zu ersetzen. Das deutsche Biomechanik-Unternehmen Ottobock und das schwedische Unternehmen Hilti haben zum Beispiel das Exoskelett EXO-O1 auf den Markt gebracht. Diese Bauroboter brauchen keinen Stromanschluss. Das Exoskelett eignet sich für Arbeiten über Schulterhöhe. Über Unterarmstützen und mechanische Seilzüge wird das Gewicht der Arme auf die Hüften übertragen. Tests haben gezeigt, dass der EXO-O1 die Belastung der Muskeln um bis zu 47 % senkt.

Trend 3: Building Information Modeling (BIM)

Zu den auffälligsten Trends in der Bautechnologie gehört heute das Building Information Modeling. Damit lassen sich beliebige Bauobjekte modellieren: Gebäude, Bahnstrecken, Brücken, Tunnel, Häfen und vieles mehr. Anders als ein 3D-Modell ist BIM-Software direkt mit einer Datenbank verknüpft. Ein solches Modell enthält die Oberflächen der Baumaterialien, aber auch weitere Daten, die für das Gebäude relevant sind (technische, wirtschaftliche usw.). BIM berücksichtigt etwa die physikalischen Eigenschaften des Objekts, mögliche Anordnungen im Raum und die Kosten jedes einzelnen Ziegels, jeder Decke und jedes Rohrs.

Mit BIM-Software lassen sich künftige Eigenschaften und Merkmale von Bauprojekten vorhersagen. Sie können auch die Abläufe berechnen, die später im Gebäude stattfinden. Die Daten werden nach festgelegten Standards erfasst, sind genau und werden regelmäßig aktualisiert.

Einer der größten Vorteile von BIM-Software im Bau: Sie spart Zeit und Kosten und ermöglicht es, das Bauprojekt schon in den frühen Phasen zu korrigieren und zu verbessern. Die digitale Informationsmodellierung macht den Auftraggeber zum vollwertigen Beteiligten am Bau. Er sieht, wie das Objekt aussehen wird, und kann laufend Anpassungen vornehmen. Keine 2D-Zeichnung vermittelt ein so realistisches Bild des künftigen Gebäudes wie ein BIM-Modell.

Trend 4: Künstliche Intelligenz (KI) & Automatisierung

Seit 2013 sind die Investitionen in künstliche Intelligenz und Roboter jedes Jahr um 70 % gestiegen. Prognosen zufolge werden künstliche Intelligenz, maschinelles Lernen und fortgeschrittene Analytik bis 2030 rund 15 % aller Berufe in der Branche betreffen. Viele Bauunternehmen werden Drohnen einsetzen, um die Baustelle zu überwachen und Daten zu sammeln. KI-Anwendungen helfen dabei, die gesammelten Informationen auszuwerten, und schlagen das bestmögliche Vorgehen vor.

Über Smartphones und Wearables können Sie außerdem nachverfolgen, wo Ihre Bauarbeiter gerade sind, und vieles mehr. Mit angebrachten Sensoren sehen Sie zudem, wie Baumaterialien und Geräte bewegt werden. KI wertet die gesammelten Daten aus und findet bessere Abläufe für die Arbeit auf der Baustelle. Das steigert Ihre Produktivität, verringert Ausfallzeiten, verbessert entsprechend den Zeitplan und schlägt Alarm, sobald jemand mit den vorgegebenen Fristen in Verzug gerät. KI kann außerdem helfen, das Ergebnis künftiger Projekte vorherzusagen und Ihre Arbeitsabläufe insgesamt zu verbessern.

Trend 5: Neue Baustoffe

Die Baubranche verursacht 40 % aller schädlichen Emissionen, die zum Treibhauseffekt beitragen. Allein die jährliche Betonproduktion steht für 2,8 Milliarden Tonnen CO2. Die Branche muss sich deshalb grundlegend ändern. Bauprozesse sollen „grüner“ und so energieeffizient wie möglich werden. Viele Baufirmen verzichten nach und nach auf Stahl und Beton, steigen auf Holz und recycelten Kunststoff um und nutzen die Möglichkeiten weiterer Bautechnologie-Trends, die die Umwelt schonen.

Holz aus eigens dafür angelegten Wäldern ist zum Beispiel langlebiger und leichter zu verarbeiten. Außerdem nehmen die Wände Kohlendioxid auf, das so in den Gewerbegebäuden gebunden bleibt. Erste experimentelle Bauprojekte aus Holz entstehen bereits, etwa Aspern Seestadt in Österreich. Das neue Stadtquartier erstreckt sich über 240 Hektar. Es entsteht auf dem Gelände des ehemaligen Flugfelds Aspern, eines der ältesten in Europa. Die Baugesellschaft plant rund 11 Tausend Wohnungen und Büros mit Platz für bis zu 20 Tausend Beschäftigte. Insgesamt sollen 5 Milliarden € investiert werden. Der Bau des Quartiers begann 2009, bis Ende 2021 war bereits mehr als ein Drittel fertig.

In der Mitte des künftigen Quartiers wurde sogar ein See ausgehoben. Arbeiter und Bauleiter mussten dafür rund 650 Tausend Tonnen Erde bewegen. Die Erde wurde aber nicht entsorgt, sondern zu Baumaterial für die Häuser im Quartier verarbeitet. Auch alte Straßen haben eine zweite Verwendung gefunden: Der Beton wurde aufgebrochen und beim Bau von Wegen und Straßen wiederverwendet.

Recycling im großen Stil ist nicht der einzige „smarte“ Einsatz neuer Materialien in Aspern Seestadt. Hier entsteht auch HoHo Wien, das zweithöchste Holzgebäude der Welt. Mit seinen 84 m wird es das Panorama des gesamten Quartiers prägen. Rund 75 % des Holzes stammen aus Österreich und wurden unter Einhaltung aller Umweltstandards gewonnen.

In HoHo Wien ziehen ein Hotel, Wohnungen, Restaurants und Büros ein. Im Südosten von Aspern Seestadt sollen die Fassaden und Wände von mehr als 200 Wohngebäuden aus Holz entstehen. Eine Besonderheit ist der Einsatz von Betonfertigteilen. Wände, Decken und Träger werden in Fabriken vorgefertigt. Das beschleunigt den Bau und macht ihn umweltfreundlicher.

Viele Gebäude im Quartier haben spezielle Geräte, die den Energieverbrauch messen. Die Daten gehen an ein Labor, das daraus neue Ansätze zur Senkung des Verbrauchs entwickelt. Aspern Seestadt hat für seine fortschrittlichen Baukonzepte bereits mehrere Preise gewonnen. Ähnliche Ansätze und neue Technologien im Bauwesen werden bald in ganz Europa und danach im Rest der Welt Einzug halten.

Trend 6: Baustoffe wiederverwenden & recyceln

Der nächste wichtige Punkt ist die Wiederverwendung von Baumaterialien. In Europa und den USA wird sie nach und nach zur Norm. In der EU fallen rund 850 Millionen Tonnen Bau- und Abbruchabfälle an. In den USA waren bis 2018 bereits mehr als 600 Millionen Tonnen Bauabfälle angefallen. Bis 2025 wird das jährliche Aufkommen an Bauabfällen weltweit voraussichtlich 2,2 Milliarden Tonnen erreichen.

Einige Länder zeigen aber, dass sich selbst solche Mengen bewältigen lassen. Die Niederlande und Deutschland recyceln zum Beispiel rund 90 % dieser Abfälle. Das niederländische Unternehmen StoneCycling verarbeitet alte Keramiktoiletten, Stahl und alte Fliesen zu Ziegeln. In Manhattan, im Viertel Hell’s Kitchen, entstand 2021 sogar ein Haus aus solchen Ziegeln. Es besteht zu bis zu 60 % aus recycelten Bauabfällen, Toilettenschüsseln und anderen alten Sanitärobjekten.

Mit Ziegeln von StoneCycling wurden die ersten sieben Stockwerke und die Lobby gemauert. Darin stecken rund 263 Tonnen Bauabfälle sowie Industrieabfälle aus den Niederlanden, Deutschland und Großbritannien. Ein recycelter Ziegel kostet in den USA 14 US-Dollar, ein normaler 8 US-Dollar. Experten erwarten aber, dass der Preis sinkt, sobald Recycling günstiger wird.

Trend 7: Modulares Bauen mit Fertigteilen

2023 soll der Markt für modulares Bauen (Offsite-Bau) 157 Milliarden US-Dollar erreichen. Beim modularen Bauen sinken Arbeitskosten und Bauzeit um 50 %. BK Gulf in Dubai hat zum Beispiel die Gebäude der NYU Abu Dhabi, des Dubai Opera House und der Dubai Mall in weniger als einem Monat modelliert und gedruckt und sie anschließend vor Ort montiert. Jedes Gebäude dauerte weniger als einen Monat.

Trend 8: 3D-Druck

Die Suche nach nachhaltigeren Bauweisen und mehr Automatisierung wird das Bauen außerhalb der Baustelle (Offsite) und ähnliche neue Bautechnologien voranbringen. Dabei werden auch einzelne Gebäudeteile vorab im 3D-Druck gefertigt.

In Europa wird 3D-Druck bereits für einzelne Bauteile eingesetzt. Das erste Wohnhaus, das komplett aus dem 3D-Drucker kam, entstand jedoch in den Niederlanden. Anfang Mai 2021 zogen in einem Vorort von Eindhoven die ersten Bewohner in das weltweit vierte und EU-weit erste vollständig im 3D-Druck gebaute Wohnhaus ein.

Der gesamte Bau dauerte 120 Stunden, also fünf Tage. Die Form eines unregelmäßigen Findlings wurde bewusst gewählt: Die Bauherren wollten sich die Aufgabe schwer machen und testen, was der 3D-Drucker kann. Der Test war erfolgreich, und das Unternehmen kann nun auf Wunsch Häuser mit komplexen Formen drucken. Die Monatsmiete des Hauses beträgt 800 €, halb so viel wie die marktübliche Miete für eine vergleichbare Immobilie.

Das erste vollständig 3D-gedruckte Haus in den Niederlanden ist erst der Anfang einer neuen Phase in der Baubranche. Wohngebäude aus dem 3D-Drucker haben gegenüber „klassischen“ Gebäuden einige deutliche Vorteile:

• Tempo bei der Umsetzung von Bauprojekten. Das erste Haus war in fünf Tagen gedruckt. Künftig will das Unternehmen Betonelemente direkt auf der Baustelle herstellen und den 3D-Drucker auch für Hilfskonstruktionen nutzen. Das senkt Bauzeit und Kosten.
• Weniger Schäden für die Umwelt. Beim 3D-Druck wird deutlich weniger Zement verbraucht und weniger Baumaterial verschwendet als bei „herkömmlichen“ Bauverfahren.

Und schließlich lässt sich mit 3D-Druck fast jede Designidee umsetzen. So entstehen Gebäude in Formen, die mit herkömmlichen Baumethoden schwierig und teuer wären.

Fazit

Jetzt ist der richtige Zeitpunkt, Neues zu wagen und davon zu profitieren. Wir bei Intelvision entwickeln intelligente Bausoftware der nächsten Generation, dort, wo neue Geschäftschancen, technologische Innovationen und digitale Transformation zusammenkommen. Unsere Teams machen aus Apps langlebige digitale Systeme und entwickeln völlig neue Technologien für den Bau, die Geschäftsmodelle aufbrechen, Neuland erschließen und den neuesten Trends der Bautechnologie folgen. Mit unserem breiten Blick auf die Baubranche und den aktuellen Stand der Technik führen wir Unternehmen zu automatisierten Prozessen, in die Cloud und zu optimierten Abläufen.

Und schließlich helfen wir Unternehmen, das Beste aus ihren Investitionen in neue Bautechnologien herauszuholen und sich einen Wettbewerbsvorteil zu sichern, mit mehr Tempo, Skalierbarkeit und Sicherheit.