Wie können Architekten heute und in Zukunft von Künstlicher Intelligenz profitieren – und welche Gefahren und Grenzen sind damit verbunden? Das haben wir ChatGPT gefragt. Prof. Dr.-Ing. Markus König und M.Eng. Angelina Aziz vom Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen an der Ruhr-Universität Bochum (RUB) haben die Antwort des Chatbots anschließend ausführlich überprüft und kommentiert. Das Ergebnis dieser Kooperation lesen Sie hier.
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Künstliche Intelligenz hat das Potenzial, den Architektenberuf nachhaltig zu verändern und die Art und Weise, wie wir entwerfen, planen und bauen, zu revolutionieren. In den kommenden Jahren wird KI eine immer größere Rolle spielen und Architekten dabei unterstützen, ihre kreativen Visionen zu verwirklichen und gleichzeitig effizienter zu arbeiten.
Im folgenden Artikel wird erläutert, wie Architekten in jeder Phase ihrer Arbeit von KI profitieren können und welche Chancen, Grenzen und Gefahren damit verbunden sind.
- LP1: Grundlagenermittlung
- LP2: Vorplanung
- LP3: Entwurfsplanung
- LP4: Genehmigungsplanung
- LP5: Ausführungsplanung
- LP6: Vorbereitung der Vergabe
- LP7: Mitwirkung bei der Vergabe
- LP8: Objektüberwachung – Bauüberwachung und Dokumentation
- LP9: Objektbetreuung
- Vorteile von KI für Architekten – eine Zusammenfassung
- Grenzen und mögliche Gefahren von KI im Architekturbüro
- Die ideale Zusammenarbeit zwischen Architekt und KI
- Fazit
LP1: Grundlagenermittlung
Die Grundlagenermittlung ist die erste Phase jedes Architekturprojekts. In dieser Phase besteht die Aufgabe des Architekten darin, die Wünsche und Anforderungen des Bauherrn zu ermitteln und die Rahmenbedingungen für das geplante Projekt zu klären.
Wie unterstützt KI bereits heute?
In LP1 kann KI bereits heute dazu genutzt werden, große Mengen von Daten zu sammeln und zu analysieren, um damit eine solide Basis für die Planung zu schaffen.
Durch Machine-Learning-Verfahren beispielsweise können aus Luftbildern automatisch Grundrisse erstellt werden. Auch die Auswertung von Bodenproben oder die Simulation von Wind- und Sonnenverhältnissen sind mittlerweile mithilfe von KI-Systemen möglich.
Zudem kann KI dazu eingesetzt werden, um Vorhersagen über die zukünftige Nutzung eines Gebäudes zu treffen oder um die Auswirkungen von verschiedenen Baukonzepten auf die Energieeffizienz zu berechnen.
Ein konkretes Beispiel ist das Programm Urban Network Analysis der Firma Space Syntax, das mithilfe von KI große Datenmengen über Städte analysiert und Architekten dabei hilft, effiziente und nachhaltige Stadtplanungen zu entwickeln.
Was ist in Zukunft möglich?
In Zukunft werden Architekten in LP1 noch stärker auf virtuelle Planungstools zurückgreifen, die automatisch verschiedene Entwürfe und Grundrisse generieren. Dadurch wird es ihnen möglich, noch schneller und präziser auf die Bedürfnisse ihrer Kunden einzugehen. Zudem können Architekten die automatisierte Datenanalyse und -interpretation nutzen, um alternative Entwurfsszenarien zu bewerten und auf dieser Basis fundierte Entscheidungen zu treffen. KI könnte künftig auch in der Lage sein, emotionale und kulturelle Aspekte in die Analyse einzubeziehen, um noch detailliertere und maßgeschneiderte Projekte zu erstellen.
LP2: Vorplanung
In der Vorplanung geht es darum, auf Basis der gesammelten Daten erste Konzepte und Entwürfe zu entwickeln und die Machbarkeit des Projekts zu prüfen.
Wie unterstützt KI bereits heute?
In dieser Leistungsphase können KI-Systeme bereits heute Architekten dabei unterstützen, unterschiedliche Entwurfsoptionen zu generieren und zu bewerten. Durch Evolutionäre Algorithmen sind sie in der Lage, automatisch verschiedene Entwürfe zu erzeugen, die dann anhand vorgegebener Kriterien bewertet werden.
Ein Beispiel ist das Programm Dreamcatcher von Autodesk, das mithilfe von KI automatisch eine Vielzahl alternativer Entwürfe generiert und so dem Architekten dabei hilft, neue Ideen und optimierte Lösungen zu entwickeln.
Zudem sind heute auch die Visualisierung von Entwürfen mit Virtual-Reality-Tools und die Simulation von Licht- und Schattensituationen möglich.
Was ist in Zukunft möglich?
Zukünftig können Architekten von KI profitieren, indem sie automatisierte Entwurfsprozesse nutzen, um Zeit zu sparen und die Effizienz bei der Entwicklung von Konzepten zu steigern. So können Architekten schneller und präziser auf die Bedürfnisse ihrer Kunden eingehen. In Zukunft könnte KI sogar menschenähnliche Kreativität entwickeln und einzigartige, innovative Entwürfe vorschlagen [Anmerkung der Redaktion: Ob Letzteres tatsächlich möglich ist, ist unter Experten umstritten].
LP3: Entwurfsplanung
In der Entwurfsplanung geht es darum, den Entwurf für das Bauvorhaben zu verfeinern und detaillierter auszuarbeiten. Hierbei muss der Architekt alle Vorgaben und Wünsche des Bauherrn berücksichtigen und diese in einen realisierbaren Plan umsetzen. Die Entwurfsplanung ist also eine detaillierte Ausarbeitung des ausgewählten Konzepts.
Wie unterstützt KI bereits heute?
KI wird in dieser Phase bereits heute eingesetzt, um beispielsweise automatisiert verschiedene Entwurfsvarianten zu generieren und zu bewerten. Ein bekanntes Beispiel ist der Einsatz von Generative Adversarial Networks (GANs) in der Architektur, um Entwürfe automatisch zu generieren und zu optimieren.
Was ist in Zukunft möglich?
In Zukunft könnten Architekten noch stärker von KI profitieren, indem sie beispielsweise automatisierte Vorschläge für die Anordnung von Räumen oder die Wahl von Materialien erhalten. Zudem könnte KI durch maschinelles Lernen künftig noch genauer vorhersagen, wie verschiedene Entwurfsentscheidungen die Leistung eines Gebäudes beeinflussen.
LP4: Genehmigungsplanung
In der Genehmigungsplanung erstellt der Architekt alle erforderlichen Unterlagen für den Bauantrag und stellt sicher, dass der geplante Bau den örtlichen Bauvorschriften und behördlichen Vorgaben entspricht.
Wie unterstützt KI bereits heute?
KI kann hier bereits heute eingesetzt werden, um beispielsweise automatisierte Simulationen von Lichtverhältnissen oder Luftströmungen durchzuführen.
Was ist in Zukunft möglich?
Zukünftig können Architekten von KI profitieren, indem sie den Prozess der Genehmigungsplanung beschleunigen und sicherstellen, dass alle Vorgaben korrekt erfüllt sind. KI-gestützte Algorithmen können relevante Bestimmungen extrahieren und dem Architekten dabei helfen, potenzielle Konflikte frühzeitig zu identifizieren und zu lösen. Durch maschinelles Lernen und Datenbanken mit Bauvorschriften könnte KI künftig sogar selbstständig die vollständige Einhaltung aller Vorschriften sicherstellen.
LP5: Ausführungsplanung
In der Ausführungsplanung erstellt der Architekt detaillierte Pläne und Unterlagen für die reibungslose Umsetzung des Bauprojekts. Dabei stellt er sicher, dass alle Planungen und Zeichnungen den Vorgaben entsprechen und eine harmonische Zusammenarbeit aller beteiligten Gewerke gewährleistet ist.
Wie unterstützt KI bereits heute?
KI kann hier bereits heute eingesetzt werden, um beispielsweise automatisierte Kollisionsprüfungen zwischen verschiedenen Gewerken durchzuführen oder die optimale Anordnung von Versorgungsleitungen zu ermitteln.
Was ist in Zukunft möglich?
In Zukunft werden Architekten verstärkt von KI profitieren, indem sie automatisierte Planungs- und Koordinationswerkzeuge einsetzen, die die Zusammenarbeit der verschiedenen Gewerke verbessern. KI wird immer genauer vorhersagen können, welche Aspekte eines Plans zu Problemen führen könnten, und automatisch Lösungen dafür vorschlagen. Intelligente Assistenzsysteme unterstützen den Architekten bei der Auswahl von Bauelementen, der Optimierung des Materialeinsatzes und der Erstellung von detaillierten Ausführungsplänen. Durch den Einsatz von digitalen Zwillingen können Architekten zudem den Baufortschritt überwachen und mit allen Beteiligten effektiv kommunizieren.
LP6: Vorbereitung der Vergabe
In dieser Phase bereitet der Architekt die Vergabe der Bauleistungen vor. Dafür erstellt er umfassende Leistungsverzeichnisse und Leistungsbeschreibungen. Außerdem liegt es in seiner Zuständigkeit, geeignete Bauunternehmen und Lieferanten auszuwählen, um die erfolgreiche Umsetzung des Bauprojekts zu gewährleisten.
Wie unterstützt KI bereits heute?
KI kann in dieser Phase helfen, indem sie bei der Erstellung von Leistungsverzeichnissen und bei der Ermittlung von Preisen unterstützt. Hierfür können KI-basierte Tools wie beispielsweise CostOS eingesetzt werden, die dabei helfen, Baukosten zu schätzen.
KI kann außerdem dabei helfen, mögliche Risiken und Schwachstellen im Planungsprozess zu identifizieren, um die Wahrscheinlichkeit von unerwarteten Kosten zu minimieren.
Was ist in Zukunft möglich?
Zukünftig könnte KI durch maschinelles Lernen sogar noch genauer vorhersagen, welche Unternehmen am besten zu einem bestimmten Projekt passen.
LP7: Mitwirkung bei der Vergabe
In dieser Phase unterstützt der Architekt den Bauherrn sowohl bei der Auswahl der Auftragnehmer als auch bei Vertragsverhandlungen und -abschluss.
Wie unterstützt KI bereits heute?
KI kann in dieser Phase helfen, indem sie die Angebote auf Einhaltung der Leistungsbeschreibung und der technischen Anforderungen überprüft. So können Fehler und Unstimmigkeiten schnell erkannt werden, was die Effizienz des Vergabeprozesses erhöht.
Was ist in Zukunft möglich?
In Zukunft könnte KI sogar Verhandlungen simulieren und vorhersagen, um den Architekten bei der Vorbereitung zu unterstützen.
LP8: Objektüberwachung – Bauüberwachung und Dokumentation
Während der Bauausführung überwacht der Architekt die Bauarbeiten, dokumentiert den Baufortschritt und stellt sicher, dass das Projekt gemäß Plan verläuft.
Wie unterstützt KI bereits heute?
In dieser Phase können KI-basierte Tools wie beispielsweise SiteSense eingesetzt werden, um den Fortschritt der Bauarbeiten automatisch zu überwachen und Fehler frühzeitig zu erkennen. KI kann auch dabei helfen, die Qualität der Bauausführung zu überprüfen, indem sie Bilder und Videos der Baustelle analysiert und Abweichungen vom Plan erkennt.
Was ist in Zukunft möglich?
In Zukunft könnte KI in der Lage sein, selbstständig Entscheidungen zu treffen und Korrekturmaßnahmen zu initiieren, wenn Probleme auf der Baustelle auftreten.
P9: Objektbetreuung
Nach Abschluss der Bauarbeiten übernimmt der Architekt die Objektbetreuung, um die langfristige Qualität, Funktionalität und Mängelfreiheit des fertigen Gebäudes sicherzustellen.
Wie unterstützt KI bereits heute?
In dieser Phase kann KI wertvolle Unterstützung bieten, indem sie den Betrieb der Gebäudetechnik überwacht, den Energieverbrauch optimiert und automatisch Wartungsarbeiten plant. Darüber hinaus kann KI frühzeitig Mängel erkennen und beheben, beispielsweise durch automatische Fehlerdiagnosen.
Was ist in Zukunft möglich?
In Zukunft könnte KI in der Lage sein vorherzusagen, wann Wartungsarbeiten benötigt werden, und diese automatisch planen.
Vorteile von KI für Architekten – eine Zusammenfassung
Künstliche Intelligenz kann Architekten in jeder Phase eines Projekts unterstützen und ermöglicht es ihnen, effizienter, genauer und kreativer zu arbeiten. Die Integration von KI in den verschiedenen Leistungsphasen bietet Architekten deshalb zahlreiche Vorteile. Hier sind einige der wichtigsten Punkte:
- Effizienzsteigerung: KI automatisiert zeitaufwändige Prozesse und ermöglicht eine schnellere und genauere Datenanalyse und -verarbeitung.
- Kreativitätsförderung: Generative Designalgorithmen und virtuelle Realität eröffnen neue Möglichkeiten für die kreative Gestaltung von Gebäuden und Räumen.
- Informationsgewinnung: KI-gestützte Analysen liefern Architekten umfangreiche Informationen zur Entscheidungsfindung und ermöglichen fundierte Entwurfs- und Planungsentscheidungen.
- Qualitätssteigerung: KI unterstützt Architekten bei der Überwachung der Bauausführung und der Identifizierung von Qualitätsmängeln, um eine hohe Baustandards zu gewährleisten.
- Verbesserte Zusammenarbeit: KI-basierte Tools ermöglichen eine bessere Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Architekten, Bauherren, Auftragnehmern und anderen Projektbeteiligten.
Grenzen und mögliche Gefahren von KI im Architekturbüro
Obwohl KI viele Vorteile bietet, gibt es auch Grenzen und potenzielle Gefahren, die berücksichtigt werden müssen:
- Menschliche Kreativität: KI kann repetitive Aufgaben automatisieren – bei der Planung und Gestaltung von Bauwerken sind jedoch menschliche Kreativität und Erfahrung unverzichtbar, und es darf nicht passieren, dass die KI zu einer reinen Reproduktion von bekannten Formen und Mustern führt.
- Datenqualität und Datenschutz: Der Einsatz von KI erfordert hochwertige und umfangreiche Daten. Die Datenschutzbestimmungen müssen eingehalten und die Sicherheit der Daten gewährleistet werden.
- Ethik und Verantwortung: KI-Entscheidungen können auf Basis von Algorithmen getroffen werden, die potenziell voreingenommen oder ungerecht sein können. Eine sorgfältige Überwachung und ethische Verantwortung sind erforderlich, um solche Probleme zu vermeiden.
Die ideale Zusammenarbeit zwischen Architekt und KI
In der idealen Zusammenarbeit zwischen Architekt und KI nutzt der Architekt die KI als Werkzeug, um seine Arbeit zu verbessern und zu erleichtern, während er die endgültigen Entscheidungen trifft. Die KI entlastet den Architekten von Routineaufgaben und unterstützt ihn mit Daten, Analysen und Vorschlägen, der Architekt ist jedoch derjenige, der die kreativen und technischen Entscheidungen trifft und die menschliche Dimension der Architektur berücksichtigt.
Eine enge Zusammenarbeit zwischen Architekten und KI-Systemen könnte wie folgt aussehen:
- Integration von KI als Assistenzwerkzeug: KI dient dem Architekten als intelligentes Assistenzwerkzeug, das bei der Datenanalyse, Informationsbeschaffung und Entscheidungsfindung unterstützt. Der Architekt greift auf KI-Systeme zu, um schnell relevante Informationen zu erhalten und auf diese Weise seine Arbeit effektiver zu gestalten.
- Kombination von menschlicher Kreativität und KI-Generierung: KI dient als kreativer Partner, indem sie generative Designalgorithmen nutzt, um eine Vielzahl von Entwurfsalternativen zu generieren. Der Architekt bringt dann seine eigenen gestalterischen Fähigkeiten und Erfahrungen ein, um die besten Lösungen auszuwählen und weiterzuentwickeln.
- Feedback und Lernen: KI lernt vom Architekten und entwickelt sich weiter. Durch die Analyse der Entscheidungen und Vorlieben des Architekten verbessert die KI ihre Modelle und Algorithmen, um präzisere Empfehlungen und Lösungen zu liefern.
- Kontrolle und Verantwortung: Der Architekt behält die Kontrolle über die Verwendung von KI und bewertet die Ergebnisse kritisch. Die Verantwortung für gestalterische Entscheidungen und die Einhaltung von ethischen und gesetzlichen Standards liegt letztendlich beim Architekten.
Was unsere Kollegen von marlowes von KI im Architekturbüro halten, lesen Sie hier »
Fazit
Es ist wichtig zu betonen, dass KI den Architekten nicht ersetzen, sondern als Werkzeug und Unterstützung dienen soll. Die menschliche Kreativität, die emotionale Intelligenz und das Urteilsvermögen bleiben entscheidend für den Architektenberuf. Durch die geschickte Integration von KI können Architekten ihre Effizienz steigern, bessere Entscheidungen treffen und innovative Lösungen entwickeln, um den Anforderungen einer sich ständig verändernden Bauindustrie gerecht zu werden.
Insgesamt bietet Künstliche Intelligenz ein enormes Potenzial für die Architektur, aber es ist wichtig, sie verantwortungsbewusst und mit einem Verständnis für ihre Grenzen und Möglichkeiten zu nutzen. Mit der richtigen Herangehensweise und der richtigen Ausbildung kann KI jedoch dazu beitragen, die Architektur auf ein neues Level zu heben und die Arbeit des Architekten zu revolutionieren.
So ist dieser Beitrag entstanden
