Künstliche Intelligenz in der Architektur
Wie Daten, Algorithmen und autonome Systeme Entwurf, Bau und Betrieb in der Baubranche neu definieren.
Jahrelang entwickelte sich die Digitalisierung im Bauwesen linear: zuerst BIM, dann die Cloud, gefolgt von mobilen Apps. Während frühere digitale Revolutionen wie CAD oder BIM vor allem Werkzeuge lieferten, bringt KI eine neue Denkweise in den Entwurfsprozess. Künstliche Intelligenz ist keine weitere Software, die in bestehende Planungsabläufe integriert wird. Sie verändert die Logik, nach der Architektur entsteht. Während BIM und CAD-Tools vorwiegend von digitalen Experten genutzt wird, können KI-gestützte Tools auch von Nicht-Fachleuten angewandt werden. Daher wird sich die Verbreitung von KI deutlich schneller entwickeln als es bei BIM und CAD-Tools der Fall war.
Obwohl BIM zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der Architektur- und Ingenieurpraxis geworden ist, sind kritische Informationen zu Fassaden und Gebäudehüllen häufig noch über verschiedene Modelle, Spezifikationen, Analysewerkzeuge und Disziplinen hinweg verstreut. Durch die Verknüpfung von BIM-Modellen mit Performance-Simulationen, Materialdaten, Kostenparametern und baulichen Einschränkungen kann KI als digitaler Co-Pilot agieren. Für Planungs- und Ingenieurteams ermöglicht diese Konvergenz von BIM und KI tiefere Einblicke in ein Projekt zu einem früheren Zeitpunkt, fundiertere Entscheidungen und grössere Sicherheit beim Umgang mit zunehmend komplexen Fassadensystemen. «Konflikte können schneller identifiziert, Performance-Ziele früher validiert und Designalternativen effizienter bewertet werden», erklärt Neil Leach, britischer Architekt und Professor an der Florida International University sowie der Harvard Graduate School of Design. Das Ergebnis sind qualitativ hochwertigere Gebäudehüllen, die den hohen Anforderungen an Energieeffizienz, Nachhaltigkeit und Widerstandsfähigkeit gerecht werden.
Eine Schwäche der Bauindustrie ist die Fragmentierung von Daten, die zu Informationsverlusten und Fehlplanungen führt. Klassische Design Reviews erfolgen überwiegend manuell, sind zeitintensiv, fehleranfällig und stark abhängig von individueller Erfahrung. Jahrzehntelang wurden Informationen in Form von Zeichnungen, PDF, Tabellen und E-Mails gespeichert – für Menschen lesbar, für Maschinen jedoch kaum verwertbar. KI benötigt hingegen Daten, die logisch verknüpft, also strukturiert, vernetzt und aktuell sind. In komplexen Projekten mit tausenden Plänen und mehreren Fachdisziplinen stossen selbst erfahrene Teams an ihre Grenzen. Genau an dieser Stelle setzt KI an: Sie analysiert grosse Mengen technischer Zeichnungen konsistent, disziplinübergreifend und mit einer Geschwindigkeit, die menschlich nicht erreichbar ist.
Digitale Zwillinge
Digitale Zwillinge vereinen Modelle, Bauzeiten, Materialinformationen, Sensordaten und Betriebsdaten in einem dynamischen Modell. Entwurf, Simulation, Bau, Betrieb und Rückbau sind nicht länger getrennte Phasen, sondern Bestandteile eines durchgängigen Datenflusses. Planer und Betreiber können ihre Projekte ganzheitlich mithilfe digitaler Zwillinge steuern. In Kombination mit KI ermöglichen sie Szenario-Modellierung, vorausschauende Wartung und Kostenprognosen – und reduzieren Risiken. Die vorausschauende Instandhaltung nutzt KI-Algorithmen, um Sensordaten von Systemen wie Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Beleuchtung und Sanitäranlagen zu analysieren und potenzielle Ausfälle vorherzusagen. Dieser proaktive Ansatz ermöglicht rechtzeitige Reparaturen und verlängert die Lebensdauer von Gebäudekomponenten. Ein einfaches Beispiel: Ein digitaler Zwilling identifiziert Wärmeverluste in einem Gebäude und schlägt Sanierungsmassnahmen auf Basis von Materialdaten, CO₂-Intensität und Lebenszykluskosten vor. KI wandelt diesen abstrakten Bericht in ein handlungsrelevantes Management-Tool um. Kunden erhalten Transparenz hinsichtlich Budgets und Zeitplänen, Projektentwickler überwachen die Gebäude-Performance und Betreiber optimieren den Energieverbrauch. Diese integrierte Sichtweise bietet einen Wettbewerbsvorteil – insbesondere in Märkten, die von Regulierung und Nachhaltigkeitszielen geprägt sind. Und wenn KI-Tools die Nichteinhaltung von Vorschriften, Designrisiken und Lebenszykluskosten frühzeitig abbilden, wird es zunehmend schwieriger, ihren Verzicht zu rechtfertigen. «Bauherrschaften werden von Planenden den Einsatz von KI erwarten, um die Rentabilität ihres Projektes zu maximieren und die Performance ihrer Gebäude zu optimieren», prognostiziert Neil Leach die zu erwartende Entwicklung. Als Konsequenz werden zukünftig Auftraggebende bereits in der Ausschreibung festlegen, in welchen Bereichen KI zum Einsatz kommen soll.
Kollektive Expertise
Künstliche Intelligenz automatisiert Architektur nicht – sie intensiviert sie. Sie ermöglicht mehr Varianten, schnellere Iterationen, präzisere Entscheidungen und eine engere Verbindung zwischen Entwurf, Bau und Betrieb, die nicht mehr allein von individueller Erfahrung getragen werden, sondern von kollektiver, digital gespeicherter Expertise. Das führt zu einer Demokratisierung von Expertise, die die Kluft zwischen grossen und kleinen Unternehmen teilweise auflöst.
Auf der diesjährigen Advanced Building Skins Conference in Bern wird der renommierte Architekt Neil Leach eine Keynote halten, die den Einfluss Künstlicher Intelligenz auf die Architektur- und Ingenieurpraxis erörtert. Leach ist ein britischer Architekt und Professor an der Florida International University sowie der Harvard Graduate School of Design und Autor mehrerer Bücher über KI in der Architektur. In seiner Keynote wird er analysieren, wie KI die architektonische Kreativität, Planungsabläufe und berufliche Rollen verändert. Als führende Stimme an der Schnittstelle von Architektur, Technologie und Theorie wird Leach demonstrieren, wie KI den kreativen Prozess neu gestaltet. Dabei wirft er kritische Fragen zu Urheberschaft, Ethik und den sich wandelnden Verantwortlichkeiten von Architekten, Ingenieuren und Projektentwicklern auf.
Im Anschluss an die Keynote von Neil Leach werden Architekten, Ingenieure, Wissenschaftler und Vertreter der Industrie ihre Erfahrung mit Künstlicher Intelligenz im Fassadendesign präsentieren, unter anderem mit Vertretenden von Gensler Architects aus Los Angeles, Ingenieurbüro Happold aus London und BM Windows aus Saigon.
Die Advanced Building Skins Conference findet am 3. und 4. November im Kursaal von Bern statt.
