KI im Bauwesen: Vorteile und Chancen

Künstliche Intelligenz hat das Potenzial, die Baubranche grundlegend zu verändern. Im Backoffice unterstützt KI Bauunternehmen bei der Planung und Gestaltung von Entwürfen, der Terminierung von Projekten, der Verwaltung von Lieferanten, der Zuweisung von Ressourcen und der Überwachung von Kosten – schneller und effizienter als je zuvor. Darüber hinaus trägt KI auf der Baustelle zur Sicherheit der Arbeiter bei und steigert deren Produktivität, beispielsweise durch den Einsatz von Robotern. In diesem Artikel beleuchten wir, wie KI diese Vorteile ermöglicht und warum das Interesse von Bauunternehmen an dieser Technologie stetig wächst.

Was versteht man unter KI?

KI ist eine Technologie, die menschliche Intelligenz imitiert. Sie analysiert riesige Datenmengen in Echtzeit und nutzt maschinelles Lernen (ML), um Muster aufzudecken, Erkenntnisse zu liefern, Ergebnisse präzise vorherzusagen und Möglichkeiten zur Effizienzsteigerung zu empfehlen. Bauunternehmen beginnen, diese Technologien einzusetzen, um Projekte effizienter zu steuern und Risiken zu minimieren.

Wichtigste Erkenntnisse

• KI wird voraussichtlich jede Phase des Bauprozesses optimieren – von der Planung über die Bauausführung bis hin zur Wartung.
• Bauunternehmen setzen zunehmend KI ein, um Kosten zu senken, Baustellen sicherer zu machen, die Qualitätskontrolle zu verbessern, die Produktivität der Arbeiter zu steigern und die Lebensdauer von Maschinen zu verlängern.
• Obwohl die Branche KI bisher nur zögerlich angenommen hat, beginnt sich dieser Trend nun zu beschleunigen.

Erklärung zur KI im Bauwesen

KI kann während des gesamten Bauprojekts wertvolle Unterstützung leisten – von der Planung über die Bauausführung bis hin zur Wartung vor und nach der Fertigstellung. Unternehmen nutzen die Rechenleistung und vorausschauenden Analysen von KI, um Prozesse zu optimieren und fundierte Entscheidungen zu treffen. Ein KI-Chatbot kann beispielsweise einem Unternehmen fünf Minuten bei der Erledigung einer einfachen Aufgabe einsparen, während prädiktive KI-Analysen durch gezielte Empfehlungen für Änderungen im Projektplan Einsparungen von bis zu 5 Millionen US-Dollar ermöglichen können.

Bis vor Kurzem zögerte die Branche bei der Einführung neuer Technologien. Ein Grund dafür ist die hohe Komplexität von Bauprojekten, die zahlreiche Partner, Spezialisten und Lieferanten einbinden – was die Integration innovativer Lösungen erschwert. Ob ein Unternehmen bereit ist, KI einzuführen, hängt von seiner finanziellen Fähigkeit zur Implementierung neuer Technologien, den Kompetenzen seiner Führungskräfte und Mitarbeiter sowie seiner Innovationsbereitschaft ab.

Heute prüfen Bau- und Ingenieurbüros den Einsatz von KI, um steigende Kosten zu kontrollieren, Unterbrechungen der Lieferkette vorherzusagen, qualifizierte Arbeitskräfte zu gewinnen und die Produktivität zu steigern.

Vorteile von KI im Bauwesen

Der größte Nutzen von KI im Bauwesen liegt in der Automatisierung – der Fähigkeit, sich wiederholende Aufgaben schneller und präziser auszuführen. Dies steigert die Effizienz, senkt die Kosten und kann in einigen Fällen die Sicherheit der Arbeiter verbessern. Im Folgenden sind die wichtigsten Wege aufgeführt, wie Projektteams durch den Einsatz von KI erfolgreich sein können.

• Mehr Sicherheit
  Bauunternehmen setzen KI ein, um Sicherheitsrisiken vorherzusagen – ähnlich wie Wetterberichte Unwetter vorhersagen. So kann ein KI-Algorithmus beispielsweise den Zustand der Baustellenausrüstung überwachen, Probleme frühzeitig erkennen und Wartungsempfehlungen geben, um Arbeiter zu schützen und Verzögerungen zu vermeiden. Mithilfe von Computer-Vision-Technologie analysiert KI zudem Videoaufnahmen von Vor-Ort-Kameras, um gefährliche Bedingungen oder unsichere Praktiken zu identifizieren, wie das Nichttragen von Schutzkleidung oder die unsachgemäße Bedienung von Maschinen.
• Bessere Planung und Entwurf
  KI kann die Projektplanung erheblich beschleunigen und präziser gestalten. Durch die Echtzeitanalyse vergangener und aktueller Projektportfolios bewerten KI-Tools verschiedene Zeitplanszenarien und liefern detaillierte Analysen zu Ressourcen und Kosten, um fundierte Entscheidungen zu ermöglichen. Ebenso kann KI den Designprozess optimieren, indem sie schnell verschiedene Entwürfe mit entsprechenden Kostenschätzungen erstellt. Darüber hinaus können Projektteams Designalternativen basierend auf Kosten, Energieeffizienz, struktureller Stabilität und anderen Schlüsselkriterien vergleichen. KI-gestützte 3D-Modelle analysieren diese Faktoren in Verbindung mit mechanischen, elektrischen und sanitären Plänen sowie der Bauabfolge. Dadurch wird die Arbeitsqualität verbessert und gleichzeitig Kosten eingespart.
• Kostenreduzierung
  Im Vergleich zu KI sind herkömmliche Methoden der Kostenschätzung und -überwachung langsam und können mit schwankenden Ausgaben oft nicht Schritt halten. KI-gestützte Tools hingegen arbeiten schnell und präzise. Sie analysieren vergangene und aktuelle Daten, wie Projektgröße und Vertragstyp, um präzise Schätzungen zu erstellen, die als Basis für die Echtzeitüberwachung und Anpassungen während des Projekts dienen. Durch prädiktive Analysen unterstützt KI Projektteams dabei, ihr Budget besser einzuhalten – selbst bei steigenden Arbeits-, Material- und Compliance-Kosten.
• Höhere Produktivität
  KI-gesteuerte Optimierungen in der Projektplanung, Terminierung, Materialbeschaffung, Sicherheit und weiteren Bereichen können die Produktivität erheblich steigern. So reduzieren KI-Tools den Zeitaufwand für die Materialauswahl und Angebotserstellung und stellen sicher, dass Materialien rechtzeitig auf der Baustelle verfügbar sind, damit Arbeiter effizient arbeiten können. Zudem verbessert KI die Ressourcenzuweisung, indem sie analysiert, welche Teams welche Maschinen wann benötigen – ein wichtiger Beitrag zur Einhaltung von Zeitplänen. KI-gestützte vorausschauende Wartung minimiert Maschinenausfälle und reduziert das Risiko von Verzögerungen oder Unfällen. Auch der Einsatz von Robotersystemen mit KI trägt zur Effizienz bei. Beispielsweise ermöglichen halbautonome Planierraupen die Vorbereitung von Baustellen, während sich Arbeiter auf andere Aufgaben konzentrieren können.
• Qualitätskontrolle
  KI trägt dazu bei, die Qualität bereits vor Baubeginn zu sichern. KI-gestützte Software analysiert Entwürfe und 3D-Gebäudemodelle, um potenzielle Probleme frühzeitig zu identifizieren und die Wahrscheinlichkeit von Nacharbeiten zu minimieren. Auf der Baustelle verbessern KI-gesteuerte Roboter die Präzision und Konsistenz bei Aufgaben wie Maurer- und Schweißarbeiten. Zudem überwachen KI-Sensoren und -Kameras, teils in Drohnen integriert, den Baufortschritt, um sicherzustellen, dass alle Arbeiten den Qualitätsstandards entsprechen. Darüber hinaus vergleichen Baudrohnen mit KI-Software die Baupläne mit Luftaufnahmen, erkennen Unstimmigkeiten und helfen so, Fehler frühzeitig zu korrigieren.
• Vorausschauende Wartung
  Intelligente Sensoren in Baugeräten und Maschinen senden Echtzeitdaten an KI-Systeme, um den Wartungsbedarf präzise vorherzusagen. Das höchste Gebäude der Welt, Burj Khalifa in Dubai, nutzt ein KI-gestütztes Wartungssystem zur Überwachung von 57 Aufzügen, acht Rolltreppen und weiteren Maschinen in den 163 Stockwerken. Durch die Erkennung selbst kleinster Anzeichen eines möglichen Maschinenausfalls – etwa ungewöhnliche Vibrationen, Druckveränderungen oder übermäßige Hitze – kann KI frühzeitig vor Wartungsbedarf warnen. So lassen sich Baustellenkräne oder Planierraupen instand setzen oder austauschen, oft lange bevor herkömmliche Wartungspläne dies vorsehen. Dieser proaktive Ansatz ergänzt die zustandsorientierte Wartung, bei der Maschinen kontinuierlich auf sichtbare Abnutzungserscheinungen überwacht werden.
• Energieeffizienz
  Um die Umweltauswirkungen des Bauens zu reduzieren und regulatorische Anforderungen zu erfüllen, setzen Unternehmen verstärkt auf Energieeffizienz. Die Erfassung und Analyse des Energieverbrauchs erfordert jedoch eine enorme Menge an Daten. Beispielsweise müssen bei HLK-Systemen (Heizung, Lüftung, Klimatisierung) Faktoren wie Wetterbedingungen, Innentemperaturen, Luftqualität, Raumgröße und -form sowie der Einsatz von Solarbatterien berücksichtigt werden. KI-Algorithmen analysieren diese Daten in Echtzeit, um den Energiebedarf präzise vorherzusagen, den Verbrauch zu optimieren und Kosten zu senken. Durch die hohe Geschwindigkeit und Rechenleistung der KI werden komplexe Aufgaben wie die Integration erneuerbarer Energiequellen ins Stromnetz oder die Standardisierung von Energieaudits in der Bauplanung realisierbar. Dies ist besonders relevant, da laut einem Bericht der Vereinten Nationen aus dem Jahr 2024 der Gebäude- und Bausektor für mehr als ein Fünftel der weltweiten Kohlenstoffemissionen verantwortlich ist.
• Optimierung des Projektmanagements
  KI optimiert das Projektmanagement in wichtiger Hinsicht. KI kann die Terminplanung erheblich beschleunigen und vereinfachen. Mithilfe von Algorithmen lassen sich auf Basis von Projektvorschlägen automatisierte Zeitpläne erstellen – oft in Stunden statt in Tagen. Dies verkürzt die Vorbereitungszeit und ermöglicht es Teams, schneller mit den geplanten Aufgaben zu starten. Zudem optimiert KI die Ressourcenzuweisung, indem sie Ausrüstung, Arbeitskräfte und Materialien effizienter verteilt. Sie kann Kostenüberschreitungen basierend auf Faktoren wie Projektkomplexität und technischen Herausforderungen vorhersagen, potenzielle Verzögerungen (wie z. B verspätete Materiallieferungen) frühzeitig erkennen und alternative Lösungen finden, wenn Zulieferer ihre Verpflichtungen nicht erfüllen können.
• Erweiterte Analysen
  Bauherren und Bauunternehmen können KI-gestützte Datenanalysen nutzen, um Terminplanung, Sicherheit und Qualitätskontrolle zu optimieren, die Projektabwicklung präziser vorherzusagen und Kosten zu senken. Basierend auf Bauplänen oder Gebäudedatenmodellen (BIM) ermöglichen KI-Tools genauere Schätzungen sowohl für direkte Kosten – wie Materialien, Arbeitskräfte und Ausrüstung – als auch für indirekte Kosten, einschließlich Wartung und Versicherung.
• Nachhaltigkeit
  Bauunternehmen nutzen KI, um Abfall und Kohlenstoffemissionen zu reduzieren. Der Einsatz von 3D-Druckern minimiert Materialverschwendung, indem Wände, Böden und andere Strukturelemente effizienter gefertigt werden. Durch Sensoren in bestehenden Betonstrukturen analysiert KI-Software die Materialeigenschaften und ermöglicht die Anpassung von Betonmischungen, um langlebigere und emissionsärmere Bauwerke zu schaffen. Ein weiteres Beispiel sind recycelte Ziegel, die nicht gebrannt werden müssen und bis zu 90 % weniger Kohlenstoffemissionen verursachen als herkömmliche Ziegel. Obwohl nachhaltige Materialien oft teurer sind, helfen KI-gestützte Tools, Mengen und Kosten präziser zu berechnen, sodass ihre Nutzung wirtschaftlich realisierbar wird.

Anwendungsfälle von KI in der Baubranche

Bauunternehmen nutzen KI in jeder Phase des Bauprozesses – von der Planung über die Bauausführung bis hin zur Wartung. Der Schlüssel dabei ist eine schnellere und präzisere Datenanalyse, die fundierte Entscheidungen ermöglicht und die Effizienz steigert.

• Vorbau
  KI kann dazu beitragen, alle Aspekte der Projektvorbauphase zu verbessern: Designentwicklung, Auswahl des Auftragnehmers, Risikoanalyse, Terminplanung, Genehmigungen und andere Aktivitäten. KI-Algorithmen ermöglichen detailliertere Machbarkeitsstudien, indem sie Finanzdaten, Marktentwicklungen und Umweltauswirkungen analysieren, um die Realisierbarkeit eines Projekts zu bewerten. Zudem können sie Materialien hinsichtlich Haltbarkeit und Kosten untersuchen, sodass Projektteams fundierte Entscheidungen über die beste Auswahl treffen können.
  
  In der Planungsphase nutzt KI-Bilderkennung, um Blaupausen und Zeichnungen zu analysieren, strukturelle Elemente wie Türen, Fenster und Wände zu identifizieren und deren Kosten präziser zu schätzen. Bisher waren solche Aufgaben manuell und fehleranfällig, was genaue Kostenvoranschläge erschwerte. Trotz der hohen Genauigkeit von KI-Schätzungen sollten Projektmanager alle Ergebnisse sorgfältig überprüfen. Die Technologie ist leistungsstark, aber nicht unfehlbar.
• Bau
  Während der gesamten Bauphase eines Projekts können Teams mithilfe von KI-gestützter prädiktiver Analytik Probleme vorhersehen, bevor sie zu Rückschlägen führen – wie etwa Störungen in der Lieferkette, die zu einer Verzögerung der Materiallieferung führen könnten. Dank KI-gestützter vorausschauender Wartung können Teams präziser vorhersagen, wann Baumaschinen und Gebäudesysteme gewartet werden müssen. Dies reduziert Ausfallzeiten und minimiert das Risiko potenziell gefährlicher Fehlfunktionen.
  
  KI-gestützte Drohnen inspizieren Baustellen mithilfe von Luftaufnahmen und erkennen unsichere Bedingungen frühzeitig. Zudem ermöglicht KI die Echtzeitverfolgung des Baufortschritts, sodass Projekte im Zeit- und Kostenrahmen bleiben. Durch die Analyse von BIM-Modellen kann KI die effizienteste Arbeitsabfolge empfehlen, um Verzögerungen zu vermeiden und die Produktivität zu steigern. Wenn alle Stakeholder eine zentrale Projektplattform nutzen, verbessert KI die Kommunikation und Zusammenarbeit, indem sie relevante Daten in Echtzeit bereitstellt.
• Nachbau (Wartung)
  KI-basierte vorausschauende Wartung hilft Bauunternehmen, den Zustand von Baumaschinen und -systemen genauer vorherzusagen. Dies hilft, Probleme frühzeitig zu erkennen, Wartungsarbeiten gezielt zu planen und Reparaturkosten zu senken. KI-Software kann den Energieverbrauch von Gebäuden rund um die Uhr überwachen – von Thermostaten und Beleuchtung bis hin zu Aufzügen – und in Echtzeit Empfehlungen zur Kostensenkung und Reduzierung der Kohlenstoffemissionen geben. Zudem unterstützen KI-Algorithmen Postmortem-Analysen, um wertvolle Erkenntnisse aus abgeschlossenen Projekten zu gewinnen und zukünftige Bauvorhaben weiter zu optimieren.

Die Zukunft der KI im Bauwesen

Laut Prognose von Mordor Intelligence wird der KI-basierte Baumarkt bis 2029 11,85 Milliarden US-Dollar erreichen, was einem durchschnittlichen jährlichen Wachstum von 24,31 % entspricht. Bauunternehmen erwarten, dass KI das Bauwesen in zahlreichen Bereichen optimiert – von der Planung und dem Entwurf über die Projektsteuerung und Ressourcenzuteilung bis hin zur Arbeitssicherheit, Energieeffizienz und Nachhaltigkeit.

Wenn KI-Funktionen in BIM-Lösungen integriert werden, profitieren Projektteams von detaillierteren Visualisierungen, die eine effizientere Planung, Bauausführung und Instandhaltung ermöglichen. Roboter können autonom arbeitende Geräte steuern, um Baustellen sicherer und produktiver zu gestalten. Während Roboter dazu beitragen, den Fachkräftemangel abzumildern, gehen Branchenexperten davon aus, dass sie menschliches Fachwissen nicht ersetzen, sondern ergänzen werden. Zukünftig wird KI zunehmend in Bauanwendungen integriert, sodass Manager und Arbeiter ohne spezielles KI-Training ihre Aufgaben effizienter erledigen können.

Maximieren Sie die Nutzung von KI im Bauwesen mit Oracle

Oracle Smart Construction Platform ist eine integrierte Suite für Projektzusammenarbeit, Terminplanung, Zahlung, Datenanalyse und andere branchenorientierte Anwendungen. Basierend auf einer gemeinsamen Datenumgebung und einem wachsenden Partner-Ökosystem unterstützt es Bauherren und Lieferteams bei der kollaborativen Planung und Verwaltung verschiedenster Bauprojekte. Die Baudaten- und Intelligenzlösungen von Oracle nutzen prädiktive KI-basierte Analysen, um Risiken aufzudecken und zeitnahe, fundierte Entscheidungen zu unterstützen.

Häufig gestellte Fragen zur KI im Bauwesen

Wie wird KI in der Baubranche eingesetzt?
Baufachleute setzen KI ein, um ihre Projekte effizienter zu planen, zu entwerfen, zu terminieren und zu verwalten – mit höherer Geschwindigkeit, größerer Präzision und geringeren Kosten sowie Risiken.

Wird KI das Bauwesen übernehmen?
Nein. KI kann zwar jede Phase des Projektlebenszyklus effizienter und kostengünstiger gestalten, doch sie wird den Menschen weder auf der Baustelle noch im Backoffice ersetzen. Menschliche Erfahrung und Urteilsvermögen bleiben essenziell, insbesondere bei der Überprüfung von KI-generierten Berichten, der Erkennung von Fehlern oder Inkonsistenzen und der Bewertung von Situationen, in denen die KI möglicherweise kein vollständiges Bild liefert.

Welchen Einfluss hat KI auf die Baubranche?
KI wird nahezu jeden Aspekt des Bauwesens beeinflussen. Sie kann die Projekteffizienz steigern, Teams dabei unterstützen, Störungen in der Lieferkette frühzeitig zu erkennen und zu umgehen, und letztlich dazu beitragen, Bauprojekte kosteneffizienter und rentabler zu machen.

Wie wird KI bei der Kostenkalkulation im Baugewerbe eingesetzt?
Bauunternehmen setzen KI ein, um Projektzeitpläne, Ressourcen und Kosten schneller und präziser zu kalkulieren – eine entscheidende Voraussetzung, um wettbewerbsfähige Angebote zu gewinnen und Gewinnspannen zu sichern.