Wie sieht der Alltag auf den Baustellen in fünf Jahren aus?

Das Marktforschungsinstitut BauInfoConsult wollte wissen, wie die Beteiligten am Bau die weiteren Entwicklungen der Digitalisierung einschätzen.

Diese Frage wurde im Rahmen der Studie „Kommunikationsmonitor 2020“ rund 600 Architekten und Verarbeitern gestellt. Dabei lässt sich eine sichere Tendenz ausmachen: Das Internet wird immer präsenter. Prozesse zur Materialentscheidung und –beschaffung werden über Building Information Modeling (BIM)-Plattformen laufen. Doch eine Bündelung aller Bauprozesse durch BIM liegt noch in ferner Zukunft. Schon jetzt merkt man aber, wie Medien auf dem Bau einziehen. Das Internet wird als wichtige Quelle für Informationen wahrgenommen, weil es immer aufrufbar ist und schnell die Informationen liefert, die gerade benötigt werden. Aber auch die Kommunikation wird durch das Smartphone erleichtert. Besonders die Corona-Krise hat einen Schub in Sachen Digitalisierung ausgelöst.

Wie sich Hersteller und Händler auf die Veränderungen vorbereiten

Für Hersteller ist es wichtig, sich auf die sich wandelnden Umstände einzustellen und eine Inventur der digitalen Bordmittel zu machen. Die eigene Webseite muss geprüft werden, besonders hinsichtlich der Frage, ob die Kunden schnell zum Ziel ihrer Recherche finden. Auf längere Sicht sollten Informationen zu BIM und E-Commerce in die eigenen Informationsquellen integriert werden. Es stellt sich die Frage, wie lange es noch dauert, bis auch am Bau nur noch online gekauft wird, oder ob der persönliche Kontakt mit Herstellern, Kollegen und Händlern nicht doch zu wichtig ist. 

Das Internet als Informationsquelle auf dem Bau

Im Zeitalter der Digitalisierung spielt das Internet als Informationsquelle auf dem Bau eine große Rolle. Eine neue Umfrage zeigt, wie groß diese Rolle ist.

Vor allem die Corona-Krise trieb die Konversationen auf dem digitalen Wege voran. BauInfoConsult hat im Rahmen der Studie „Kommunikationsmonitor 2020“ insgesamt 601 Architekten und Verarbeiter persönlich dazu befragt, woher sie ihre Informationen beziehen und welche Rolle das Internet dabei spielt. Die Top 5 der Informationsquellen unter den Befragten sind demnach mit Google die Internetrecherche (genutzt von 56 Prozent der Befragten), Internetseiten von Herstellern oder Händlern (44 Prozent), persönlicher Kontakt mit Händlern beziehungsweise Außendienst oder ähnlichem (15 Prozent), persönlicher Kontakt mit Kollegen (14 Prozent) und soziale Netzwerke wie zum Beispiel WhatsApp, Facebook oder Instagram mit 12 Prozent. Die Bauakteure erwarten, dass die digitalen Medien auch in Zukunft eine große Rolle als Informationsquelle spielen werden. Das größte Zukunftspotenzial bieten demnach Internetsuchen und die Informationen auf den Webseiten der Anbieter. Das liegt vor allem an den drei Hauptstärken des Internets – der ständigen Abrufbarkeit und schnellen Verfügbarkeit von genau den relevanten Informationen.

Das Unfallrisiko am Bau minimieren

Jährlich ereignen sich auf Baustellen mehr als 100.000 Arbeitsunfälle. Durch digitale Prozesse kann diese Gefahr signifikant reduziert werden.

Deswegen hat sich das DigiRAB Forschungsprojekt „Sicheres Arbeiten auf der digitalisierten Baustelle“ mit digitalen Mitteln der Unfallprävention auseinandergesetzt. „In DigiRAB haben wir digitale Lösungen gefunden, um dieses hohe Unfallrisiko im Baugewerbe signifikant zu reduzieren“, bilanziert RUB-Projektleiter Dr. Jochen Teizer vom federführenden Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen der Ruhr-Universität Bochum (RUB). Gemeinsam mit den Projektpartner ZÜBLIN, Topcon, thinkproject und Selectronic wurde seit April 2017 an einer Cloud-basierten digitalen Plattform gearbeitet, die den Arbeitsschutz auf den Baustellen erhöhen soll. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und dem Europäischen Sozialfonds (ESF). Wann konkrete Ergebnisse veröffentlicht werden, ist derzeit unbekannt, da die geplante Veranstaltung wegen der Corona-Pandemie abgesagt werden musste.

Maschinen, die Gefahr selbstständig erkennen

Mit dem dreijährigen Projekt wurde ein großer Beitrag zur Umsetzung des Building Information Modeling (BIM)-Gedankens geleistet. Es wurde ein digitales Warnsystem mit RFID-Technik entwickelt – sprich: ein Sender-Empfänger-System zum automatischen und berührungslosen Identifizieren und Lokalisieren von Objekten und Lebewesen mit Radiowellen. So können Maschinen bei Gefahr, wie beispielsweise einer unaufmerksamen Person, die sich in einem gefährlichen Bereich aufhält, akustisch und optisch warnen und automatisch stoppen oder verlangsamen. Mit Hilfe von Virtual Reality-Simulationen sollen die Risiken einer Fehlerbedienung realitätsnah eingeschätzt werden können. Dank diesen Technologien lässt sich auch der Umgang mit den Arbeitsmaschinen gefahrlos erlernen. 

Die Entwicklung zu Handwerk 2.0

Trotz voller Auftragsbücher erlebt das Handwerk zur Zeit eine Revolution. Verarbeiten reicht nicht mehr aus – Beratung und Verkauf werden langsam zum Standard.

Neben der Freude bringen die derzeit vollen Auftragsbücher im Handwerk auch eine Herausforderung mit sich. So sind nur jene Betriebe langfristig erfolgreich, die mit der Zeit gehen und ihren Kunden fortlaufend die besten Lösungen anbieten können. Die Erwartungen der Kundschaft reichen mittlerweile über die rein handwerkliche Arbeit hinaus: eine fachmännische Beratung, die Vorstellung innovativer Ideen und der Verkauf zählen mehr und mehr zu den Aufgaben eines jeden Handwerkbetriebs. Die Rede ist von einem sogenannten „Handwerk 2.0”. Mit diesem Wunsch kommt auf die Betriebe allerdings eine große Aufgabe zu, die die meisten gar nicht stemmen können. So fehlt es vielen selbst an Knowhow oder die Hersteller bieten nicht genug Innovationen, die die Handwerker an ihre Kunden weitergeben können.

Entwicklung zur Zweiklassen-Gesellschaft

Nimmt diese Entwicklung weiter ihren Lauf, führt das zu einer Zweiklassen-Gesellschaft im Handwerk – auf der einen Seite die Betriebe, die im Baumarkt einkaufen gehen, preisgünstige und gleichzeitig gering qualifizierte Arbeiter einsetzen, um nur einfache Arbeiten auszuführen. Auf der anderen Seite jene Betriebe, die Fachkompetenzen, Kreativität und lösungsorientierte Leistungen anbieten. Um diese Gruppe zu unterstützen, müssen Hersteller und Handel mitarbeiten. So müssen die Hersteller sicherstellen, dass sie wieder mehr Spezialprodukte und Innovationen anbieten. Auch das Fachpersonal im Handel muss über fundiertes Fachwissen verfügen, um Handwerksbetriebe optimal beraten zu können. Immer weniger Verkäufer können dieses Praxiswissen aufweisen. 

BIM – Die Planungsmethode der Zukunft

BIM-Spezialisten sind eine Rarität, doch ist ihre Arbeit heiß begehrt, denn sie behalten den Überblick über alle Schritte bei Planung und Umsetzung.

Durch Building Information Modeling, kurz BIM, ist eine bessere Planung, Ausführung und Bewirtschaftung eines Gebäudes möglich. Dabei dreht sich alles um ein digitales 3D Modell, auf das alle Projektbeteiligten zugreifen können, um darin die Daten für ein Vorhaben zu hinterlegen. Dazu wird das Gebäudemodell detailgetreu nachgestellt und über den gesamten Planungsprozess von allen Beteiligten mit Informationen angereichert. Der BIM-Manager hält dabei die Fäden in der Hand: Er koordiniert das Modell und überprüft regelmäßig, ob die mit den Kunden vereinbarten Ziele eingehalten werden. So kann rechtzeitig festgestellt werden, ob Konstruktions-, Zeit-, Material- und Kostenplanung realistisch sind. Zu den Aufgaben eines BIM-Managers gehört beispielsweise, Projekte aus den Bereichen Automotive, Bau und Healthcare zu steuern, Strategien für individuelles BIM zu entwickeln und die Qualitäten der eingesetzten BIM-Methoden zu analysieren. Ingenieure, die sich BIM-Wissen aneignen, sich auf dem Arbeitsmarkt heiß begehrt, da es immer noch an gut ausgebildeten und praxisorientierten BIM-Managern fehlt. Je nach Berufserfahrung verdient ein BIM-Manager zwischen 3.500 und 6.500 Euro brutto monatlich. Allerdings gibt es noch keinen klassischen Ausbildungsweg.

Praxiserfahrung ist das A und O

„Der BIM-Manager ist sozusagen der digitale Bauleiter. Er vereint das Wissen auf der konstruktiven Seite und ist die Schnittstelle zu den Projektbeteiligten und dem Bauherrn“, erklärt Carlos Vicente, Inhaber der Cavicon GmbH. Er selbst bezeichnet sich als BIM-Spezialist. Dabei kommen ihm seine Ausbildungen zum Energieberater, zum technischen Zeichner und zum Gebäudetechniker zugute, das nötige Wissen zum Thema BIM hat er sich allerdings durch tägliche Praxis und Schulungen über Jahre hinweg angeeignet. Auch Christoph Großmann, BIM-Manager beim Architektur- und Ingenieurbüro IPROconsult berichtet, dass er sich das nötige Wissen für seine Position vor allem während und nach seiner Hochschulausbildung durch das Studium von Fachliteratur und durch praktische Arbeit selbst angeeignet hat. An der Hochschule Karlsruhe – Technik und Wirtschaft können Interessierte ein Zertifikatsstudium ablegen. Dazu lernen die Teilnehmer den gesamten BIM-Prozess praktisch kennen, beispielsweise in dem Workshop Hochbau, in dem in interdisziplinären Teams selbstständig diverse Planungsschritte für ein Ferienhaus durchgeführt werden sollen. Die Weiterbildung findet zwei Mal jährlich auf dem Campus der Hochschule statt.

Wie bilden sich Handwerker fort?

Die Corona-Krise scheint Online-Schulungen nicht beliebter zu machen: Handwerker mögen es am liebsten, sich in Präsenzveranstaltungen fortzubilden.

Im Rahmen einer aktuellen Studie der Rudolf Müller Handelsmedien wurden Handwerker gefragt, wie sie sich fortbilden. Trotz des allgemeinen Digitalisierungsschubs, angefeuert durch die Corona-Krise, entscheiden sich immer noch die meisten Handwerker, nämlich 89 Prozent, für Präsenzschulungen. 56 Prozent gaben an, Online-Ratgeber zu Rate zu ziehen, nur 43 Prozent nutzen Online-Schulungsvideos und produktspezifische Apps werden nur von 38 Prozent genutzt. Eher unbekannt scheinen Fortbildungen über Live-Chats zu sein. Nur sieben Prozent nutzen diese, 16 Prozent gaben sogar an, diese Art der Fortbildung sei ihnen nicht bekannt oder würde bei ihnen nicht angeboten. Auch auf die Frage, bei welcher der Fortbildungsmöglichkeiten sich die Handwerker ein größeres Angebot wünschen, antworteten die meisten mit Präsenzschulungen (81 Prozent). Weit dahinter kommt die Nachfrage nach mehr Videos zur Online-Schulung (32 Prozent), mehr produktspezifischen Apps (27 Prozent) und mehr Online-Ratgebern (23 Prozent). Es spiegelt sich auch hier wieder, dass Live-Chat-Funktionen im Handwerk eine sehr geringe Beliebtheit genießen, denn nur drei Prozent der Befragten hätte gerne häufiger die Möglichkeit, diese zu nutzen.

Exoskelette für die Bauindustrie

Durch die Entwicklung von Exoskeletten, angepasst an die Bauindustrie, leisten Hilti und Ottobock einen wichtigen Beitrag zum Gesundheitsschutz.

Arbeitsbedingte Muskel- und Skeletterkrankungen im Schulterbereich sind ein häufiger Grund für Arbeitsunfähigkeit bei Arbeitnehmern in der Baubranche. Besonders das Arbeiten über Kopf ist besonders belastend. Durch das Tragen von Exoskeletten soll diese signifikant reduziert werden. Exoskelette, oder auch Außenskelette, sind mechanische Strukturen. Wegen ihres futuristischen Aussehens werden sie auch gerne als Roboteranzüge bezeichnet. Zur Entwicklung von Exoskeletten hat die Hilti Gruppe gemeinsam mit Ottobock SE & Co. KGaA eine Technologie-Partnerschaft gegründet. Auf diese Art wollen sie einen Beitrag zum Arbeits- beziehungsweise Gesundheitsschutz leisten.

Die Basis für die Entwicklung innovativer und kundenorientierter Systeme

Johannes Wilfried Huber, Leiter des Geschäftsbereichs Diamanttechnik bei Hilti, sieht in Exoskeletten eine wichtige zukunftsweisende Entwicklung: „Diese bringen eine Entlastung bei körperlich anspruchsvollen Tätigkeiten, wie sie auf Baustellen tagtäglich ausgeführt werden. Mit Ottobock haben wir den idealen Partner, um unser Wissen in Sachen Anwenderschutz und Ergonomie mit 100 Jahren Biomechanik-Expertise zu kombinieren. Unsere Technologie-Partnerschaft ist die Basis für die Entwicklung weiterer innovativer und kundenorientierter Systeme.“ Auch Dr. Sönke Rössing, Leiter von Ottobock Industrials, freut sich, zusammen mit Hilti ein neues Anwendungsgebiet erschließen zu können: „Dabei bauen wir auf unsere Erfahrungen aus über 500 erfolgreichen Exoskelett-Projekten, unter anderem in der Automobilindustrie und im Handwerk. Das Potenzial für Lösungen, die die körperliche Belastung der Mitarbeitenden reduzieren, ist in der Bauindustrie sehr hoch. Dieses Standbein wollen wir in den kommenden Jahren gemeinsam ausbauen.“ Der Unternehmensbereich Ottobock Industrials entwickelt seit 2012 industrielle Exoskelette der Paexo-Produktpalette.

Produkt entlastet die Schultern um bis zu 47 Prozent

Das erste gemeinsame Produkt wird Hilti bereits im Herbst 2020 auf den Markt bringen. Das EXO-O1 ist ein passives Modell, das ohne Energiezufuhr auskommt. Mit Hilfe mechanischer Seilzugtechnik wird das Gewicht, das auf den Armen und Schultern lastet, auf die Hüfte umgeleitet. So wird die Spitzen-Belastung der Muskulatur reduziert und die Schultern werden um bis zu 47 Prozent entlastet. So wird die Ermüdung bei körperlich schweren Arbeiten, besonders über Kopf, verringert, sodass diese über einen längeren Zeitraum ausgeübt werden können, was die Produktivität steigert.

Wie die Digitalisierung die Baubranche retten kann

Nicht nur der Fachkräftemangel ist eine Herausforderung der Branche. Dabei gibt es viele digitale Lösungen, um diesen Problemen entgegenzuwirken.

Wie sich in den letzten Monaten gezeigt hat, ist die Baubranche weitgehend krisensicher, aber digitale Transformation und technologische Entwicklungen fordern die Branche heraus. Bauen 4.0 sorgt in großen Bereichen der Baubranche immer noch für Stirnrunzeln. Dabei gibt es vor allem fünf wesentliche Herausforderungen in der Baubranche, die durch digitale Technologien zumindest ein großes Stück weit entschärft werden können. Deswegen gilt: Große Baustoffkonzerne, Architekturbüros und Handwerker müssen digital auf Augenhöhe gebracht werden und in einem einheitlichen System vernetzt werden.

1. Sicherheit

Die Baubranche ist prädestiniert dafür, dass sich hier besonders viele, auch tödliche, Unfälle ereignen. Hier wird in schwindelerregenden Höhen und mit schweren Maschinen gearbeitet. Eine technische Möglichkeit zur Prävention ist die Vor-Ort-Bildgebung. Durch Geräte wie Drohnen oder CCTV-Kameras können Millionen von Bildern auf der Baustelle aufgenommen werden. Durch Künstliche Intelligenz werden diese analysiert und beispielsweise Orte, an denen die Absturzgefahr besonders hoch ist, identifiziert. Auch können so Personen identifiziert werden, die noch nicht ausreichend über Praktiken und Vorschriften zur Sicherheit am Arbeitsplatz aufgeklärt sind, um diese zu einer Schulung schicken zu können.

2. Ausrüstungsüberwachung

Mal weiß man nicht, wo ein Gerät ist und ein anderes mal springt es einfach nicht mehr an. Durch Sensoren können Geräte überwacht werden, um so zu ermitteln, wann es Zeit für eine Wartung oder Reparaturarbeit ist.

3. Produktivität

Die Produktivität hat sich in den letzten 20 Jahren branchenübergreifend um 25 Prozent verbessert. Da erschreckt es zu sehen, dass diese im Bausektor um lediglich fünf Prozent gestiegen ist. Dies liegt zum Beispiel daran, dass Fehler im Gebäudeentwurf zu erheblichen Verzögerungen führen oder es schwierig ist, den Zeitrahmen abzuschätzen, wie lange beispielsweise Beton zum Trocknen benötigt. Um Fehler in der Planung zu vermeiden, eignet sich das Building Information Modeling, kurz BIM. Mithilfe eines 3D-Modells, in das alle Beteiligten ihre Informationen einspeisen, können Planungsfehler vermieden und frühzeitig festgestellt werden, wenn die Arbeiten in Verzug geraten. Auch gibt es Programme, die durch Temperatursensoren feststellen können, wann der Beton ausgehärtet ist, sodass die Bauleiter ihre Aktivitäten zuverlässig planen und den Personaleinsatz optimieren können.

4. Nachhaltigkeit

Die Bauindustrie war 2018 für 39 Prozent der CO2-Emission verantwortlich. Auch die Corona-Konjunkturpakete zeigen wieder, wie wichtig die Themen Nachhaltigkeit und Umweltschutz sind. Digitale Initiativen können der Branche helfen, ihren ökologischen Fußabdruck zu verkleinern. So hilft zum Beispiel „Grünes Bauen“ dabei, den CO2-Ausstoß zu minimieren. Dazu gehört nicht nur die Verwendung nachhaltiger Materialien, auch beim Bewohnen des Gebäudes gibt es noch hohes Potenzial. So gibt es Lösungen, die ungenutzte Systeme automatisch abschalten.

5. Mangel an Kompetenz und Arbeitskräften

Die Arbeit am Bau hat leider einen schlechten Ruf, sodass der Fachkräftemangel immer bedrohlicher wird. Die Babyboomer gehen in den Ruhestand, die Millennials und Generation X wollen studieren, statt bei weniger attraktiven Arbeitsbedingungen körperlich schwer zu arbeiten. Aber durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz und anderen Technologien kann das Image des gefährlichen und langweiligen Berufsfeldes revidiert werden. Auch können beispielsweise selbstfahrende Lastwagen und Bagger, wie sie zurzeit immer mehr getestet werden, Menschen ersetzen. 

Baustelle mit autonom fahrenden Baggern in Planung

Dieses Projekt der Technischen Universität (TU) Dresden und der Stadt Hoyerswerda soll die Digitalisierung am Bau entscheidend voranbringen.

Durch Ferngesteuerte und autonom agierende Baufahrzeuge wie Radlader und Raupenbagger soll in Hoyerswerda intelligentes Bauen simuliert werden. Die digitale und vernetzte Baustelle soll noch in diesem Herbst ihre Arbeit aufnehmen. Das Vorhaben ist zunächst bis Ende des dritten Quartals 2022 geplant. Über Breitbandanbindungen soll das Erprobungsfeld mit der TU Dresden und deren Partnern gekoppelt werden, um Technik und Baufortschritt aus der Ferne zu steuern und zu dokumentieren. Als Teil des Forschungsfeldes Lausitz wird die digitale Baustelle vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert.

Leistungsfähiger mit BIM

Building Information Modeling ermöglicht effizienteres Bauen. DIN arbeitet nun an einer Normungsroadmap, um die breite Anwendung zu ermöglichen.

Durch Building Information Modeling (BIM) wird Bauen leistungsfähiger, effizienter und deutlich weniger anfällig für Fehler. Das System basiert darauf, dass die verschiedenen Phasen der Bauwerke komplett digitalisiert werden. Dazu sind allerdings klare Schnittstellen nötig. Diese werden nun durch eine Normungsroadmap hergestellt, die für eine höhere Verbreitung und Akzeptanz des digitalen Bauens sorgen soll. Das Deutsche Institut für Normung (DIN) hat im Auftrag des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur bereits mit der Erarbeitung begonnen. Unterstützt wird es dabei von dem Verein Deutscher Ingenieure (VDI), buildingSMART und Building Information Modeling. Mit Hilfe relevanter Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft, öffentlicher Hand und Gesellschaft soll eine strategische Ausrichtung der Standardisierung und Normen entwickelt werden, die die breite Anwendung von BIM in der Praxis ermöglichen. Die Einarbeitung der Roadmap-Inhalte findet im Fachbereich 13 des DIN-Normenausschuss Bauwesen (NABau) unter Bezugnahme weiterer Normenausschüsse statt. Danach sollen die Inhalte der Fachöffentlichkeit vorgelegt und eventuelle Kommentare eingearbeitet werden.