Mit dem Forschungsprojekt „Mirakel“, an dem unter anderen die SRH University und das Unternehmen Concular beteiligt sind, sollen die Voraussetzungen für kreislaufgerechtes Bauen im Bestand verbessert werden. Ziel ist die Entwicklung eines durch Künstliche Intelligenz (KI) und Mixed Reality (MR) gestützten Assistenzsystems, das Gebäudebestände digital erfasst, Bauteile automatisch bewertet und Wiederverwendungsempfehlungen liefert.
Urban Mining gilt als zentraler Transformationshebel für Klimaanpassung und Ressourceneffizienz. Für den systematischen Rückbau und die hochwertige Anschlussnutzung von Bauprodukten braucht es verlässliche Bestandsdaten, vereinfachte Prüfprozesse, belastbare Wirtschaftlichkeitsbewertungen und die verbesserte Planbarkeit mit Re-Use-Bauteilen. Mit der Ermittlung dieser Informationen beschäftigt sich „Mirakel“.
Ziel ist die Entwicklung eines digitalen Assistenzsystems, das Fachleute dabei unterstützt, den Wert verbauter Produkte zu erfassen und ihre Wiederverwendung wirtschaftlich zu bewerten. „,Mirakel‘ wird ein Werkzeug, das den verborgenen Wert von Gebäudebeständen sichtbar und nutzbar macht“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Patrick Teuffel, Professor für Innovation und Nachhaltigkeitsstrategien an der SRH University. „Damit kann Urban Mining zum Standardprozess im Bauwesen werden.“
Erfassung mit Hilfe von Smartphone und 3D-Kamera
Im Zentrum steht eine praxisnahe Anwendung: Gebäude werden vor Rückbau oder Sanierung mithilfe von Smartphone und 3D-Kamera erfasst. Die gewonnenen Bauteildaten werden mit vorhandenen Informationen zum Gebäude, mit Material- und Ökobilanzdatenbanken sowie wirtschaftlichen Erfahrungswerten verknüpft und bei Bedarf live ergänzt. Auf dieser Basis ermittelt „Mirakel“ Wiederverwendungspotenziale, realistische Kosten, Erlöse und Umweltwirkungen wie Emissionseinsparungen.
„Unser Ansatz reduziert Informationsunsicherheiten zu Bestandsgebäuden und schafft eine fundierte Datengrundlage für Portfolioentscheidungen“, so Prof. Teuffel weiter. „Das erleichtert nicht nur die Planung ‚form follows availability‘, sondern verbessert insgesamt die Wirtschaftlichkeit zirkulärer Bauprozesse.“
Technologisch werden in dem Forschungsprojekt mehrere digitale Schlüsseltechnologien in einem durchgängigen Prozess kombiniert:
- Erklärbare künstliche Intelligenz (XAI) für nachvollziehbare Empfehlungen zur Reduktion von Unsicherheiten, Verbesserung von Schätzungen und Erhöhung der Planbarkeit, beispielsweise Einschätzung von Materialqualitäten und Potenzialen
- Mixed Reality (MR) ermöglicht die interaktive, standardisierte Begehung von Bestandsgebäuden, Beschleunigung von Inspektionen und Schließung von Dokumentationslücken
- Interaktives maschinelles Lernen (IML) integriert kontinuierlich das fachliche Feedback der Expert:innen vor Ort in die KI und präzisiert die Bewertungsmodelle
- Knowledge Graphs verknüpfen strukturiert Bestands-, Material-, Kosten- und Nachhaltigkeitsdaten zur Abbildung komplexer Zusammenhänge
- Interaktives maschinelles Lernen (IML) integriert kontinuierlich das fachliche Feedback der Expert:innen vor Ort in die KI und präzisiert die Bewertungsmodelle
- Knowledge Graphs verknüpfen strukturiert Bestands-, Material-, Kosten- und Nachhaltigkeitsdaten zur Abbildung komplexer Zusammenhänge
Ein besonderer Fokus liegt auf der Integration von Re-Use-Objekten in digitale Planungsmethoden mit Building Information Modeling (BIM) – der digitalen Modellierung und Verwaltung von Gebäudedaten. Nutzende sollen unterschiedliche Rückbau- und Verwertungsszenarien simulieren und vergleichen können. Der Prototyp wird in realen Gebäuden getestet und kontinuierlich weiterentwickelt.
Interdisziplinäres Konsortium arbeitet an „Mirakel“
Das Projekt wird von einem interdisziplinären Konsortium getragen: Concular, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, SRH University, BIM Berliner Immobilienmanagement GmbH, ryze technologies, Knepper und Circular Structural Design bündeln ihre Expertise aus Baupraxis, Immobilienmanagement, Digitalisierung, KI, Forschung und zirkulärem Design.
Die SRH University übernimmt dabei die wissenschaftliche Begleitung und Evaluierung von Technologien zur Wiederverwendung von Bauteilen. Dazu gehören die Entwicklung von Bewertungsmethoden und die Durchführung von Machbarkeitsstudien. Die SRH University ist eine private Hochschule mit bundesweit 18 Standorten, knapp 11.000 Studierenden aus über 140 Ländern und einem Angebot von rund 120 Studiengängen. Sie gehört zum gemeinnützigen Stiftungskonzern SRH. Hauptsitz der Hochschule ist Heidelberg. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) mit einem Gesamtvolumen von ca. 2,6 Millionen Euro über einen Zeitraum von 2,5 Jahren gefördert. Weitere Informationen >>>