Digitalisierung in der Baubranche

Unsere gesamte Bevölkerung befindet sich in einem digitalen Umbruch. Es gibt kaum einen Lebensbereich mehr, der nicht von digitalen Anwendungen mitbestimmt wird, es kann sogar passieren, dass die öffentliche Toilette auf einmal mit einem kommunizieren möchte. Wenn man sich die rapiden Entwicklungen ansieht fällt schnell auf, dass die Baubranche zurück hängt. Gerade im Baugeschäft entstehen Innovationen eher langsam und stetig als schnell und disruptiv, da sich technische Neuerungen erst in das komplexe Gesamtgefüge der Bauentstehung integrieren müssen. Allerdings darf – trotz aller Vorsicht – nicht vergessen werden, dass die Digitalisierung ein unaufhaltsamer Prozess ist, der zunächst große Schwierigkeiten offenbart, auf Dauer überwiegen aber eindeutig die Chancen, die er eröffnet. Deswegen stellt sich nicht mehr die Frage, ob man daran teilnimmt, sondern nur noch wie.

Digitalisierung in der Baubranche

Das Potential der Digitalisierung für die Baubranche

Die deutsche Baubranche kommt beim Thema Digitalisierung nicht so recht in die Pötte, dabei besteht hier ein enormes Optimierungspotential. Durch eine gezielte Digitalisierung ließen sich etwa 30 Prozent an Planungskapazitäten einsparen – sprich, weniger Arbeitskräfte können in kürzerer Zeit mehr schaffen. Wer im Wettbewerb bestehen will, muss sein Unternehmen somit digitaler aufstellen! Dank der Digitalisierung kann nicht nur schneller gebaut werden, sondern auch mit weniger Mängeln. Außerdem bietet sie die Lösung für eines der größten Probleme der Baubranche: den Fachkräftemangel.

Herausforderungen bei der Digitalisierung der Baubranche

Auch wenn die Digitalisierung in der Baubranche kontinuierlich voranschreitet, besteht im Vergleich zu anderen Branchen sehr viel Luft nach oben. Mittlerweile ist aber unverkennbar, dass sich Digitalisierung lohnt. Ein gutes Beispiel formt der Wohnungsbau. Es ist allgemein bekannt, dass stets mehr Wohnraum benötigt wird. Doch die Baubranche kommt gar nicht hinterher. Mittels digitaler Prozesse ließen sich viele Schritte effizienter lösen. Übrigens, mehr Effizienz sorgt häufig auch für höhere Gewinne der beteiligten Unternehmen.

Kosten der Digitalisierung abfangen

Um ihre Wettbewerbsfähigkeit sicherzustellen, müssen Unternehmen heutzutage den Weg der Digitalisierung einschlagen. Im ersten Augenblick scheinen die Investitionen in eine digitale Innovation sehr hoch. Doch lassen sie sich problemlos durch Förderkredite abfangen; und über einen längeren Zeitraum rentieren sich die Neuerungen, da Arbeitszeit eingespart wird.

Welche Maßnahmen sind sinnvoll?

Jedoch muss man sich vor dieser Investition intensiv damit auseinandersetzen, welche spezifischen Technologien für das eigene Geschäft sinnvoll sind. Es gibt zahlreiche verschiedene Möglichkeiten digitaler zu arbeiten, angefangen im Kleinen, wie der Umstieg auf die Textform wenn die Schriftform nicht unbedingt notwendig ist, den Gebrauch von digitalen Ausschreibungsdatenbanken oder von Clouds um innerhalb des Teams besser miteinander zu kommunizieren, bis hin zu großen Veränderung wie BIM, Machine Learning oder Drohnen. Allerdings bedeutet es nicht, dass ein Tool, das bei einem Kollegen gut funktioniert, auch im eigenen Betrieb sinnvoll ist. Um das zu bewerten, müssen die Entwicklungen kontinuierlich im Auge behalten werden und potenzielle Änderungen mit allen Beteiligten besprochen werden. Zudem bringen auch die besten Technologien nichts, wenn diejenigen, die sie nutzen sollen, nicht wissen wie. Zahlreiche Workshops oder Schulungen helfen dabei, den Arbeitnehmern das benötigte Knowhow zu vermitteln. Diese werden in erster Linie von kommerziellen Anbietern zur Verfügung gestellt. Allerdings gibt es verschiedene Förderprogramme, wie Digital Jetzt, go-digital oder der ERP-Digitalisierungs- und Innovationskredit der KfW, die insbesondere den Mittestand bei der Anschaffung aber auch bei Beratungsleistungen und Weiterbildungen für einen digitaler Arbeitsalltag unterstützen.

Problem: IT-Sicherheit und Datenschutz 

Mit zunehmender Digitalisierung werden unsere Daten immer wichtiger. Datendiebstahl und -manipulation oder die Erpressung durch das Blockieren von IT-Systemen sind lukrative Geschäftsmodelle. Deswegen ist es wichtig, dass Computer und ganze Netzwerke vor unbefugtem Zugriff geschützt werden. Schwachstellen in der IT-Infrastruktur können zum Einfallstor für Hacker werden, aber auch ein mangelndes Gefahrenbewusstsein der Mitarbeiter erhöht das Risiko. Unternehmen speichern Daten über ihre Mitarbeiter, Kunden, Geschäftspartner sowie Angebote zu aktuellen Vergabeverfahren. Die Datenschutzgrundverordnung (DSGVO) regelt den Umgang von Betrieben mit gespeicherten Personenbezogenen Daten zu Kunden, Mitarbeitern und Geschäftspartnern. Personenbezogene Daten haben in einer immer digitaleren Welt einen immensen Wert, weshalb Unternehmen dazu verpflichtet sind, diese vor der Einsicht unbefugter Dritter zu schützen. Unternehmensbezogene Daten, wie vertrauliche Akten und Betriebsgeheimnisse werden zwar nicht von der DSGVO erfasst, dennoch sind auch diese sehr wertvoll, weshalb Unternehmen die doppelte Verantwortung tragen: Sie müssen ihre eigenen sowie fremde Daten schützen.

Die DSGVO hat durch eine höhere Transparenz dafür gesorgt, dass das Bewusstsein für den Wert von Daten gestiegen ist. Allerdings ist es schwer nachzuvollziehen, wozu die gespeicherten Daten eingesetzt werden, welche Schlüsse daraus gezogen werden und wo diese Daten erhoben werden. Es fängt an mit vergleichsweise harmlosen personalisierten Werbungen, doch Daten können auch Auskunft über die Finanzkraft oder den Gesundheitszustand einer Person geben. Es gibt verschiedene Maßnahmen, mit denen Unternehmen Daten vor Hackern schützen können, wie etwa die Verschlüsselung von Daten. Bei der Übertragung oder Datenspeicherung können verschiedene Verschlüsselungsmechanismen eingesetzt werden. Eine der bekanntesten ist die Ende-zu-Ende-Verschlüsselung, die etwa bei E-Mail-Kommunikationen zum Einsatz kommt. Die Informationen werden nicht als Klartext übertragen, sondern als eine codierte Nachricht, die nur mit dem passenden Schlüssel wieder lesbar wird. Diesen passenden Schlüssel besitzen nur die Mitarbeiter, die befugt sind auf die Daten zuzugreifen. Besonders gefährdet sind mobile Baustellenbüros, die meistens deutlich schlechter abgesichert sind als vergleichbare Systeme in einer herkömmlichen Büroumgebung.

Möglichkeiten der Digitalisierung der Baubranche

Da es unendlich viele Ansätze in Sachen Digitalisierung der Baubranche gibt, stellen wir im Folgenden einige davon vor. Diese Auflistung stellt keinen Anspruch auf Vollständigkeit.

Künstliche Intelligenz (KI)

Machine Learning, zu Deutsch maschinelles Lernen, beschreibt eine Technik, bei der sich Computersysteme selbst programmieren, indem sie aufgrund statistischer Methoden eigenständig aus Daten “lernen”. Mathematische Methoden der Mustererkennung lassen Maschinen immer mehr Kenntnis von ihrem Aufgabenbereich erlangen und diese umsetzen. Mit neuen Methoden der Datenanalyse wird das Bauen transparenter und vorausschauender, das Wissen aller Projektbeteiligten wird einbezogen.
Durch den automatischen Vergleich mit ähnlichen Projekten können software-generierte Empfehlungen zu einer Entscheidung im aktuellen Bauprozess führen. Einbezogene Wetterdaten oder Liefertermine beeinflussen die Tagesplanung.

Auch die Sicherheit am Bau wird steigen: Zurzeit herrscht auf Baustellen eine fünfmal höhere Rate an tödlichen Unfälle als in anderen Branchen. Mithilfe eines Deep-Learning-Algorithmus wertet ein System Baustellenfotos und Unfallaufzeichnungen aus. Mit diesem Wissen beobachtet es das Arbeitsgeschehen und warnt, sobald sich eine gefährliche Situation abzeichnet. Das betrifft beispielsweise fehlende Handschuhe oder potentiell gefährliche Berührungen zwischen Mensch und Maschine.

VR-Brillen auf der Baustelle © Rio Patuca Images/ stock.adobe.com

Virtuelle Realität (VR)

Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) bieten eine Visualisierung, die mehr Transparenz bietet. Schon während der Planungsphase zeigt eine VR-Brille die Auswirkungen des Bauvorhabens auf die Umwelt und realen Bedingungen. Auch im Tiefbau findet die Technologie Einsatz. Städte können beispielsweise ihre Pläne digitalisieren und bei einem Lauf durch die Stadt sieht man genau, wo welche Rohre und Leitungen verlegt sind.

Drohen

Drohnen sind auf Baustellen keine Ausnahmen mehr. Ferngesteuert oder autonom fliegen sie über das Geschehen, filmen und fotografieren. Sie können eingesetzt werden, um den Baufortschritt zu dokumentieren, den ordnungsgemäßen Einsatz von Maschinen und Material zu überwachen und um bei der Planung und Endkontrolle wichtige Aufgaben zu übernehmen. Mit Bildern aus der Luft kann ein softwarebasiertes dreidimensionales Bild errechnet werden, das mit den digitalen Bauplänen des Architekten abgeglichen wird. So wird direkt sichtbar, in welchen Bereichen die Arbeit dem Zeitplan hinterherhinkt.

3-D-Druck

Erstmals 2004 ist es Forschern der University of South Carolina gelungen, eine Wand im 3-D-Druck-Verfahren zu errichten. Heute wohnen und arbeiten stets mehr Menschen in gedruckten Häusern, deren Errichtung gerade Mal 20 Stunden gedauert hat. Zudem sind sie günstiger und der Druckvorgang ermöglicht den Bau komplexer architektonischer Formen.
Heute existieren mehrere Verfahren, die beispielsweise einen Mix aus Beton und Glasfaser verwenden und gegebenenfalls gleichzeitig einen polymeren Schaum für die Isolation auftragen. Auch stabile Metallstrukturen aus Edelstahl, Bronze, Aluminium und Inconel-Legierung können gedruckt werden. In Dubai, Russland, China oder Südamerika entstehen schon seit mehreren Jahren verschiedene Gebäude aus dem Drucker. Das erste gedruckte Wohnhaus Deutschlands wurde 2021 im westfälischen Beckum errichtet. Das harmonisch proportionierte Haus in organischen Formen bietet auf zwei Ebenen eine Wohnfläche von 160 Quadratmetern. Zum Bau bewegt sich der Druckknopf über drei Achsen auf einem fest installierten Metallrahmen, sodass sich der Drucker an jede Position innerhalb der Konstruktion bewegen kann.

Internet of Things (IoT)

IoT ist ein Sammelbegriff für Technologien, die es ermöglichen, physische und virtuelle Gegenstände zu vernetzen und sie durch Informations- und Kommunikationstechniken zusammenarbeiten zu lassen. Dazu gehören RFID-Lösungen (radio-frequency identification), Sender-Empfänger-Systeme, die mithilfe elektromagnetischer Wellen automatisch und berührungslos Objekte und Lebewesen identifizieren und lokalisieren. So werden beispielsweise Arbeitende gewarnt, wenn sie eine Maschine steuern und Mitarbeiter übersehen. Unter diesen Begriff fallen auch Wearables. Sie überwachen die Herzfrequenz sowie die Körpertemperatur und vermeiden auf diese Weise Überanstrengung und liefern Handlungsempfehlungen. Das sind nur wenige Beispiele von Technologien, die dem IoT zuzuordnen sind. Insgesamt kann man sagen, dass sie zur Arbeitssicherheit beitragen und durch vorausschauende Wartung und effizienter gesteuerte Anlagen die Kosten senken.

Building Information Modeling für die Digitalisierung der Baubranche © festfotodesign / stock.adobe.com

Building Information Modeling (BIM)

BIM ist der wohl bekannteste Meilenstein auf dem Weg zu einer digitalen Baubranche ist BIM. Vom Entwurf bis zum Rückbau und Recycling eines Gebäudes werden alle Informationen in einem 3D-Modell gesammelt. Sämtliche Schritte werden miteinander verknüpft, alle Beteiligten können auf das Modell zugreifen. So können Risiken viel früher erkannt und Kosten signifikant gesenkt werden. Auch wenn noch viele Büros vor den kostenintensiven Programmen zurückschrecken, sind sie auf dem Vormarsch und ihr Einsatz wird von der Politik gefördert.

Robotik

Robotik kann sowohl in der Verwaltung als auch direkt auf der Baustelle eingesetzt werden. Bereits seit den 1979ern wird mit Baustellenrobotern experimentiert. Seit den 1980er-Jahren werden sie in Japan und Korea im Hochbau eingesetzt und errichten ganze Wolkenkratzer. Sogar die Entwicklung von autonomen Robotern für nicht-standardisierte Bauaufgaben ist keine Zukunftsvision mehr. Der Einsatz von Robotern lässt viele Arbeitnehmer um ihre Anstellung bangen, denn durch ihn sind rund 46 Prozent der Stellen im Baugewerbe gefährdet, also etwa 930.000 Arbeitsplätze. Allerdings bedeutet der Einsatz auch große Entlastungen, da der Fachkräftemangel immer stärker spürbar wird. Und zudem fallen zwar viele Berufe weg, es werden aber wieder andere benötigt. Insbesondere IT-Spezialisten werden künftig immer gefragter, sodass neue Arbeitsplätze geschaffen werden.

In kleinen Schritten Richtung Digitalisierung: Digitalisierung in kleinen und mittelständischen Unternehmen

Doch neben all diesen großen Bereichen können auch kleinere Schritte, insbesondere in kleinen und mittelständischen Unternehmen, bereits eine große Erleichterung sein. So lassen sich beispielsweise moderne Rechnungsprogramme integrieren, die den Ablauf vom Angebot bis zur Rechnungserstellung signifikant erleichtern. Sie wandeln angenommene Angebote direkt in Rechnungen um und erinnern, wenn diese fällig sind. Auch der Gebrauch von digitalen Ausschreibungsplattformen ermöglicht effizienteres Arbeiten. Indem man seine Wünsche und Möglichkeiten kommuniziert, werden genau die Ausschreibungen und Projekte vorgeschlagen, die individuell passen.

Um Arbeitsprozesse ortsunabhängig und abteilungsübergreifend zu gestalten, können Clouds genutzt werden. Das Extrembeispiel dafür ist BIM. Solche Clouds lassen sich aber auch gut in kleineren Betrieben einsetzen, um wichtige Informationen für alle zugänglich zu machen und die Beteiligten auf dem aktuellen Stand zu halten.

Ähnlich wie beim Papierkram kann auch die digitale Datenspeicherung chaotisch und unübersichtlich werden. Eine gute Lösung bieten Dokumenten Management Systeme (DMS), sie organisieren Datenbanken und verschaffen den notwendigen Überblick über die darin gespeicherten Dokumente und deren Verknüpfungen. Dokumente, die mit Metadaten versehen werden, erleichtern ebenfalls die schnelle Orientierung. Außerdem sollten Notiz- und Kommentarfunktionen genutzt werden, damit der Austausch der Mitarbeiter bei der Bearbeitung von Dokumenten reibungslos funktioniert. Mithilfe einer Software für das Projektmanagement können alle Beteiligten den Echtzeitstatus der Aufgaben sehen, auf relevante Dateien zurückgreifen und Projektfortschritte erkennen. Insbesondere für Projekte mit geografisch weit verteilten Teams ist eine solche überall, jederzeit und von jedem Gerät erreichbare Kollaborations-Plattform unverzichtbar.

Schneidet die deutsche Baubranche tatsächlich so schlecht ab in Sachen Digitalisierung?

Wie auch in diesem Artikel hört man von allen Seiten, dass die Baubranche in Deutschland in Sachen Digitalisierung stark hinterherhinke. Dabei ist aber auch die Struktur der deutschen Baubranche zu beachten. Anders als in anderen EU-Ländern, wie den Niederlanden, wird in Deutschland auf einen starken Mittelstand gesetzt und die Branche ist geprägt von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU). Der Index für die digitale Wirtschaft und Gesellschaft (DISO) für 2020 zeigt aber, dass die Digitalisierung vor allem in den Großunternehmen voranschreitet. So nutzen etwa 38,5 Prozent der großen Unternehmen fortgeschrittene Cloud-Dienste, bei den KMU sind es lediglich 17 Prozent. Branchen wie der Handel, die Automobil- oder Elektroindustrie sind bereits viel digitaler, aber die Unternehmen sind durchschnittlich auch bedeutend größer. Deutschland ist nicht das einzige europäische Land, in dem die Digitalisierung der Bauwirtschaft den anderen Gebieten hinterherhinkt. Wenn es allgemein um die Digitalisierung geht, führt Dänemark die Rangliste an, die dortige Baubranche ist allerdings weit im Rückstand. In Europa sind insbesondere die niederländische, tschechische und finnische Bauwirtschaft vorneweg. Doch im Vergleich mit den USA schneidet Europa schlecht ab: Während in den USA 60 Prozent aller Unternehmen des Bauwesens hochgradig digitalisiert sind, sind es in der EU nur etwa 40 Prozent. Das zeigt, dass man mit der Deutschen Baubranche nicht allzu kritisch sein sollte, auch wenn das natürlich nicht bedeutete, dass die Branche nicht Vollgas geben sollte.

Digitalisierung auf der Baustelle: der Einsatz von Drohnen © Gorodenkoff / stock.adobe.com

Fazit zur Digitalisierung in der Baubranche

Es gibt zahlreiche Möglichkeiten, wie man den nächsten Schritt zu einer digitaleren Arbeit gestalten kann und es gilt genau zu überlegen, welche Neuerungen sinnvoll sind für ein Unternehmen und von den Mitarbeitern produktiv eingesetzt werden können. Obwohl diese Abwägungen mit viel Recherchearbeit und eventuell einem hohen finanziellen Aufwand zusammenhängen, darf man sich als Unternehmen, das auf dem Markt bestehen möchte, nicht davor verschließen. Digitale Gadgets können die Produktivität in hohem Maße steigern und sind somit elementar, um im Wettbewerb nicht zurück zu bleiben. Obwohl die Digitalisierung der deutschen Baubranche verhältnismäßig langsam voranschreitet, ist sie nicht mehr aufzuhalten.

Hannah Simons

Hannah Simons ist seit 2020 für die ibau GmbH tätig. Als Redakteurin recherchiert und verfasst sie Artikel für den News-Bereich und das Glossar. Dabei verfolgt sie das Ziel komplexe Inhalte einfach und gut verständlich aufzubereiten.