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Mittelstand 4.0: Die digitale Baustelle der Zukunft

Innovative Robotertechnik hält mit einer Fülle von Einsatzmöglichkeiten und in vielen Arbeitsbereichen ihren Einzug ins Bauen. Zahlreiche technische Entwicklungen helfen heute und in Zukunft, den Bauprozess digital und effizient sowie die anspruchsvolle und harte Arbeit auf der Baustelle attraktiv zu gestalten.

Die Robotertechnik hat inzwischen unsere Baustellen erreicht. Die Einsatzmöglichkeiten dieser im Bauwesen noch neuen Technologie sind dabei vielfältig: Vom Mauerroboter über sich autonom bewegende und arbeitende Baumaschinen, Exoskelette bis zum Inspektionsroboter reicht die Bandbreite. Parallel wird im Rahmen breit angelegter Forschungsprojekte wie „Bauen 4.0“ an der Vernetzung und Kommunikation mobiler Maschinen gearbeitet. Die digitale Baustelle, die „Baustelle 4.0“, scheint damit in nächste Nähe gerückt. Doch die Herausforderungen in der Bauwirtschaft sind groß: Es müssen ergänzend ebenso die Planungsprozesse, Materialbeschaffung oder spezifische Baustellenlogistik digitalisiert werden. Das Zusammenspiel zwischen der Planung und der Bauausführung, eine durchgängig digitale Prozesskette (idealerweise von der ersten Entwurfszeichnung bis zur Schlüsselübergabe des Gebäudes) sind hierfür zwingend notwendig.

Attraktivität erhöhen und Standardabläufe automatisieren

Dass neue Technologien das Bauen produktiver werden lassen, ist unbestritten wie notwendig: Anders als in anderen Industriezweigen, hat sich die Produktivität des Bauwesens in den vergangenen 30 Jahren nur marginal verbessert. Parallel schlägt der demografische Wandel auf dem Arbeitsmarkt ebenso auf das Baugewerbe durch. Stagnierende Beschäftigungszahlen und eine bei den jungen Leuten schwindende Attraktivität der „Arbeit auf dem Bau“ kommen hinzu. Daher ist es umso wichtiger, Tätigkeiten auf der Baustelle für die Menschen attraktiv zu gestalten und sich wiederholende Arbeitsschritte weitgehend zu automatisieren.

Die Automatisierung von Standardabläufen, beispielsweise das Erstellen einer Vormauer-Klinkerwand an einer großen geschlossenen Bauwerksfassade, erfordert gleichzeitig eine hohe Flexibilität bei der Verwendung eines Roboters. Denn jede Baustelle ist individuell in ihrer Abwicklung zu betrachten. Jeder Robotereinsatz ist in den festgelegten automatisierten Arbeitsabläufen (z.B. dem Mauervorgang) zwar identisch zum Vorgängerprojekt. Die örtlichen Rahmenbedingungen fallen jedoch immer verschieden aus. Die Einrichtung und Optimierung des Roboters an einem neuen Arbeitsstandort ist damit mit jedem Standortwechsel (jeder neu zu verklinkernden Hauswand) notwendig. Das wirkt sich auf Projektkosten und Produktivität aus.

Autonome Baufahrzeuge und Robotertechnik im Alltagseinsatz

Dennoch nimmt die Nutzung zukunftsorientierter Robotertechnik stetig zu. So bieten verschiedene Unternehmen inzwischen Lösungen mit hohem Praxiswert und Automatisierungsgrad an. Autonome Baufahrzeuge, die Aushubarbeiten exakt, GPS-gesteuert und ohne menschliche Unterstützung ausführen, sind auf vielen Großbaustellen im Einsatz und können rund um die Uhr arbeiten – sofern es keine Einschränkungen durch Nachtruhe oder Lärmschutz gibt. Eine weitere Entwicklung stellen autonome Inspektionsroboter dar. Für großes Aufsehen in der Branche hat zum Beispiel der autarke Roboterhund „Spot“ gesorgt, von einem US-Unternehmen entwickelt und vielfältig im Baubereich einsetzbar. Spot ist unter anderem mit einem 3D-Scanner ausgestattet und läuft die Baustelle ab, überwindet dabei kleinere Hindernisse und kann Treppen steigen. Dabei dokumentiert er den Baufortschritt und liefert digitale Informationen, mit denen Soll-Planung und Ist-Ausführung abgeglichen werden.

Innovation im Mauerwerksbau “made in Germany”

Vielversprechende Innovationen entstehen ebenfalls in Deutschland. Hier wird seit Jahren verstärkt in den Ausbau digitaler Technologien und den Robotereinsatz im Bauwesen investiert. So stellten beispielsweise Forschende der Universität Duisburg-Essen (UDE), des Instituts für Angewandte Bauforschung Weimar und der Forschungsvereinigung Kalk-Sand im Herbst 2021 einen Seilroboter vor, der in naher Zukunft umfangreiche Maurerarbeiten übernehmen soll. Mithilfe verschiedener Metallseile wird der bewegliche Roboterkopf dreidimensional über eine Fläche bewegt, kann hier selbstständig Steine in unterschiedlichen Formaten versetzen, fügen, vermörteln sowie Stürze einsetzen.