KRAISBAU – Entwicklung von KI-Werkzeugen für eine Transformation zu einer Kreislaufwirtschaft entlang des Lebenszyklus von Gebäuden

Das BMK-Leitprojekt KRAISBAU ist eine Kollaboration von 32 Partnern zur Realisierung einer nachhaltigen und zirkulären Bauwirtschaft. Das Projekt fokussiert auf die Entwicklung und Implementierung AI-gestützter Lösungen im zirkulären Bauen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die gewonnenen Erkenntnisse werden durch Factsheets, Roadmaps und Schulungen disseminiert, mit dem Auftrag, skalierbare und effiziente Ansätze für den Gebäudebestand zu etablieren.

Kurzbeschreibung

Ausgangssituation/Motivation

Die Bauindustrie ist für 35% des globalen Ressourcenverbrauchs und 40% der weltweiten Emissionen verantwortlich. Angesichts dieser Umweltbelastung ist eine transformative Wende hin zu einer zirkulären Bauweise für das Erreichen der Klimaziele unumgänglich. Dies erfordert die drastische Verlängerung der Lebensdauer von Gebäuden, das Durchführen effektiver Sanierungen, die flexible Umnutzung von Bestandsgebäuden und die Optimierung der Wiederverwendung von Bauelementen. Künstliche Intelligenz und Digitalisierung spielen hierbei eine entscheidende Rolle, um Prozesse zu standardisieren und Datenlücken zu schließen. Das BMK-Leitprojekt KRAISBAU setzt genau hier an und hat zum Ziel, die Bauwende in Österreich zu initiieren und das dazugehörige Ökosystem mit aufzubauen.

Inhalte und Zielsetzungen

KRAISBAU strebt systemische Innovationen im Hochbau an. Das Projekt analysiert und passt rechtliche sowie steuerliche Rahmenbedingungen an und befördert so zirkuläre Bauweisen. Die Verfügbarkeit von Sekundär-Bauprodukten wird durch Vernetzung mit Baustoffdatenbanken erhöht. Die Nutzungsphase von Gebäuden wird durch die Integration biologischer Kreisläufe und innovativer Dienstleistungen optimiert.

Das Projekt umfasst Factfinding und Proof-of-Concepts (PoCs) anhand von etwa 25 realen Gebäuden, die rückgebaut, saniert oder neu gebaut werden. Weitere Schwerpunkte sind der Aufbau einer breiten Stakeholderbasis und die Kooperation mit relevanten Projekten, um eine starke Gemeinschaft für die Bauwende zu schaffen.

Verschiedene KI-Innovationen spielen eine zentrale Rolle im Projekt. Dazu gehören bildgebende Methoden und Technologien wie Infrarot und Bodenradar zur Elementerfassung und -erkennung sowie die Raumdatenableitung durch Machine/Deep Learning zur Datenvervollständigung. Zudem wird die BIM-Modellierung aus Punktwolken, Laserscandaten und thermischen Bildern genutzt.

Weitere KI-basierte Maßnahmen umfassen die Identifikation und automatisierte Planung von Flexibilitätsparametern, was die Nutzungsflexibilität erhöht und Renovierungsvorschläge ermöglicht. Effizienzsteigerungen beim Recycling von Baumaterialien entstehen durch das Matching von Bauabfällen mit passenden Aufbereitungsanlagen. Energiemodelle werden erstellt, treiben Optimierung und Dekarbonisierung voran. Die KI-gestützte Erfassung und das Matching von Bauteilen ermöglicht das Re-Use von Sekundärbauteilen.

Zusätzlich werden Geodaten verwendet, um Lagerflächen und Nachverdichtungspotenziale zu identifizieren. Die Vernetzung der Recyclingwege mit potenziellen Käufern optimiert die Logistik. Präventive Instandhaltungsmaßnahmen werden definiert und getestet, Gebäude werden evaluiert und so eine belastbare Bewertung von Maßnahmen und ESG-Kriterien ermöglicht.

Methodische Vorgehensweise

Der KRAISBAU-Ansatz fokussiert auf die Schaffung und Umsetzung von Standards für eine zirkuläre Bauwirtschaft. Die Datenverfügbarkeit wird durch die Erhebung und Modellierung von Daten zum Gebäudebestand unter Nutzung von Satelliten- und Geodaten gewährleistet. Die Nutzungsflexibilität von Bestandsgebäuden wird durch Automatisierungsunterstützung für eine Variantenplanung hinsichtlich Umnutzung und Sanierung basierend auf umfassenden Bestandsanalysen verbessert.

Ein zentraler Aspekt des Projekts ist die Optimierung der Wieder- bzw. Weiterverwendung von Bauelementen, bei der Daten zur Baustoffdegradation erhoben und KI-Technologien eingesetzt werden. Künstliche Intelligenz spielt eine Schlüsselrolle, indem sie die besten Recyclingmethoden für Baumaterialien analysiert und neue Anwendungsfelder entwickelt. Die Lebenszyklusbetrachtung umfasst die Bewertung der Ökobilanz von Gebäuden und die Implementierung präventiver Instandhaltungsmaßnahmen, die ebenfalls durch KI unterstützt werden.

Die Analyse von Vorschriften und rechtlichen Rahmenbedingungen deckt Hebel, aber auch Schranken für die Kreislaufwirtschaft auf. Schließlich werden zirkuläre Lösungen in realen Demonstratoren umgesetzt und bzgl. Praxistauglichkeit evaluiert. KI unterstützt diesen Prozess durch die Automatisierung der Datenerfassung und -verarbeitung, die Modellierung und Simulation sowie die Optimierung von Bau- und Recyclingprozessen.

Erwartete Ergebnisse

KRAISBAU vernetzt die österreichische Baucommunity, wodurch die zirkuläre Bauwende in Österreich vorangetrieben wird. Durch die Weiterentwicklung künstlicher Intelligenz und digitaler Tools werden Kreislaufführung ermöglicht, Effizienz gesteigert und Einsparpotenziale identifiziert.

Das Projekt entwickelt Optimierungspotentiale von Bauelementen sowie Roh- und Baustoffen hinsichtlich ihrer Zerlegbarkeit und Recyclierbarkeit, was deren Lebensdauer erhöhen soll. Der gesamte Lebenszyklus von Gebäuden und deren Ressourcen wird erfasst und entsprechende Optimierungsmaßnahmen werden implementiert.

KRAISBAU leistet einen Beitrag zur standardisierten, automatisierten Datenerhebung und zu den Datenflüssen in der Bauwirtschaft. Maßnahmen zur Transformation hin zu einer gelebten Kreislaufwirtschaft in der Baubranche werden identifiziert und damit beschleunigt.

Schließlich macht KRAISBAU die Ergebnisse und Erkenntnisse des Projekts durch Factsheets und Schulungen für die gesamte Branche zugänglich, fördert somit die Verbreitung des Wissens und unterstützt die Umsetzung der erarbeiteten Lösungen.

Projektbeteiligte

Projektleiterin

FH-Prof. DI Dr.techn. Anna-Vera Deinhammer
Circular Economy Forum Austria
Palais Eschenbach
Eschenbachgasse 11, 1010 Wien
E-Mail: dea@kraisbau.at
Web: www.kraisbau.at

Projekt- bzw. Kooperationspartner:innen

alchemia-nova research & innovation gemGmbH
Architekten Tillner & Willinger ZT GmbH
KRW Kreative Räume GmbH
Cloud NYNE GmbH
Delta Managing & Consulting Engineers GmbH
Digital Findet Stadt GmbH
Drees & Sommer Projektmanagement und bautechnische Beratung GmbH
ecoplus.Niederösterreichs Wirtschaftsagentur GmbH
einszueins architektur ZT GMBH
Fraunhofer Austria Research Gesellschaft mit beschränkter Haftung
GeoVille Informationssysteme und Datenverarbeitung GmbH
GrünStattGrau Forschungs- und Innovations-GmbH
Impact Hub Vienna GmbH
Inndata Datentechnik GmbH
Innovation Salzburg GmbH
Institut für Industrielle Ökologie
JOANNEUM RESEARCH Forschungsgesellschaft mbH
Kärntner Betriebsansiedlungs- und Beteiligungsgesellschaft m.b.H.
Madaster Austria GmbH
Murexin GmbH
Optimuse GmbH
Paraloq Analytics GmbH
RENOWAVE.AT eG
Saubermacher Dienstleistungs-Aktiengesellschaft
Technische Universität Graz Institut für Tragwerksentwurf
Technische Universität Wien Institut für Verfahrenstechnik, Umwelttechnik und technische Biowissenschaften
TPA Steuerberatung GmbH
Universität für Bodenkultur Wien Institut für Hochbau, Holzbau und kreislaufgerechtes Bauen
W.CREATE Real Estates GmbH
Women in Artificial Intelligence Austria (Frauen in Künstlicher Intelligenz Österreich)
Wopfinger Transportbeton Ges.m.b.H.

Projektlaufzeit:

01.04.2024 - 31.03.2028