Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...

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Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“

Preisträgerinnen und Preisträger 2020
Bauwirtschaft innovativ –
Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten
Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Inhaltsverzeichnis
                                                Fachredaktion: Christina Hoffmann, Tanja Leis
                                                Gestaltung:      Katja Hoffmann
                                                                                                                     Grußwort .......................................................................................................................................................................................................... 5
                                                Bildnachweis:    Die Bilder zur Illustration und Darstellung
                                                                 der jeweiligen Preise stammen von den
                                                                                                                     Fakten zum Wettbewerb ............................................................................................................................................................................ 6
                                                                 Preisträgern selbst und wurden von ihnen
Impressum                                                        zur Verfügung gestellt.
                                                                                                                     Die Preisträgerinnen und Preisträger und ihre Arbeiten in den Bereichen:
                                                                 RKW Kompetenzzentrum –
RKW Rationalisierungs- und Innovationszentrum
                                                                 BILDKRAFTWERK, Kurc
der Deutschen Wirtschaft e. V.                                                                                       Bauingenieurwesen .................................................................................................................................................................................... 10
                                                                 IStock – kentoh, Ridofranz
RKW Kompetenzzentrum                                                                                                 Baubetriebswirtschaft ............................................................................................................................................................................... 16
                                                Druck:           Bonifatius Druckerei, Paderborn
Düsseldorfer Straße 40 A, 65760 Eschborn                                                                             Architektur ...................................................................................................................................................................................................... 22
                                                Mai 2020                                                             Handwerk und Technik .............................................................................................................................................................................. 28
www.rkw-kompetenzzentrum.de
                                                                                                                     Sonderpreis Startup .................................................................................................................................................................................... 34
                                                                                                                     Sonderpreis Ed. Züblin AG........................................................................................................................................................................ 36
                                                Dem RKW Kompetenzzentrum ist eine gendergerechte
                                                Kommunikation wichtig. Daher wird primär die neutrale Form           Die Fachjury ................................................................................................................................................................................................... 36
                                                verwendet, die für alle Geschlechter gilt. Ist dies nicht möglich,   Die Preisverleihung ...................................................................................................................................................................................... 37
                                                wird sowohl die weibliche als auch die männliche Form genannt.       Get-together ................................................................................................................................................................................................. 40
                                                Die Verwendung der o. g. Gender-Möglichkeiten wurde aufgrund         Vorabend-Event zur Preisverleihung im Z LAB Berlin Treptow .................................................................................................. 41
                                                der besseren Lesbarkeit gewählt und ist wertfrei.                    Die Partner des Wettbewerbs ................................................................................................................................................................. 42

                                                                                                                     www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                                                                                                                                      3
Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Grußwort
Als wir im Februar 2020 auf dem Fachkongress „Digi-      Für den Wettbewerb 2020 wurden über 58 Arbeiten
tales Planen, Bauen und Betreiben – Neue Ideen           angemeldet, von denen 12 Arbeiten in den traditionel-
umsetzen und Erfolge sichern“ in Berlin die Preise im    len Bereichen Handwerk und Technik, Baubetriebs-
Wettbewerb „Auf IT gebaut“ verliehen haben, da war       wirtschaft, Bauingenieurwesen und Architektur
Corona gefühlt noch weit weg. Das Interesse am Wett-     prämiert wurden. Hinzu kamen der Sonderpreis Star-
bewerb war groß: im Vorfeld, als viele Unternehmen       tup und auch die Ed. Züblin AG zeichnete eine Arbeit
ihre Ideen in den „traditionellen Bereichen“ oder für    mit einem Sonderpreis aus. Die Jury hatte also auch in
den noch jungen Sonderpreis „Startup“ einreichten,       diesem Jahr die schwere Aufgabe, aus den hervorra-
und auch auf dem Kongress und bei den Preisverlei-       genden Einreichungen die besten herauszufiltern.
hungen. Schließlich ging es um neue Lösungen für vor-
handene Probleme, Innovationen, zukunftsgewandte         Wer für welche Arbeit ausgezeichnet wurde, können
Methoden und Techniken. Angesichts der Auswirkun-        Sie auf den folgenden Seiten nachlesen.
gen von Corona, die vermutlich noch lange nachhallen
werden, wirkt ein solcher Blick in die Zukunft wie ein   Ich wünsche Ihnen viel Spaß beim Lesen
Fenster mit einer besonders schönen Aussicht.            der Broschüre der Preisträgerinnen und
                                                         Preisträger 2020!
Die Baubranche hat die Chancen und Möglichkei-
ten der Digitalisierung längst erkannt, genutzt und      Ihre
vielfach bereits in seine Arbeitsroutinen integriert.
BIM (Building Information Modeling), RFID (radio-fre-
quency identification), Augmented Reality oder Vir-
tual Reality - in den kommenden Jahren wird es gerade
hier noch viele spannende Entwicklungen geben, die
bisherige Prozesse nachhaltig verbessern werden. Wir
können gespannt sein.                                     Dr. Mandy Pastohr
                                                          Geschäftsführerin des
Auch das Netzwerk und das Engagement der Part-            RKW Kompetenzzentrums
ner im Wettbewerb wachsen stetig. So konnten wir
den Zentralverband des Deutschen Handwerks (ZDH)
gewinnen. Auch die Alumni-Gruppe erfährt immer
mehr Zuspruch. Hier treffen Preisträgerinnen und
Preisträger aus verschiedenen Jahrgängen und Part-
ner des Wettbewerbs aufeinander, tauschen sich aus,
teilen Erfahrungen, nehmen Anregungen mit für ihren
Arbeitsalltag oder erhalten Tipps für den Berufsein-
stieg. Damit zeigt der Wettbewerb, dass die Bauwirt-
schaft eine technikorientierte und innovative Branche
ist und ermöglicht Unternehmen und Nachwuchsta-
lenten, miteinander in Kontakt zu treten.

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Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Fakten zum Wettbewerb
Seit 2002 wird der bundesweite Wettbewerb „Auf IT     Die Ziele                                                        Die Wettbewerbsbereiche                                  Im Bereich Handwerk und Technik werden inno-
gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ jährlich durchge-     Gemeinsam mit unseren Partnern wollen wir                        Die folgenden vier Wettbewerbsbereiche sind              vative und praxisnahe Digitallösungen von jungen
führt. Der Wettbewerb geht auf eine Initiative des    immer wieder neu junge Menschen für die Baube-                   traditionell verankert:                                  Beschäftigten sowie Auszubildenden und Ausbil-
Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie, des    rufe begeistern und gleichzeitig für die Baubranche                                                                       dern gesucht, die sie im Rahmen ihres Berufslebens
Zentralverbandes des Deutschen Baugewerbes e. V.,     besondere Talente entdecken!                                     → Baubetriebswirtschaft                                  und ihrer Ausbildung entwickelt und eingesetzt
des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie                                                                                                                                   haben.
e. V., der Industriegewerkschaft Bauen-Agrar-Um-      Die Digitalisierung ist nach wie vor ein Megatrend.              → Bauingenieurwesen
welt und der Messe Berlin GmbH zurück. Von der        Diesen wollen wir gerade für die Bauwirtschaft nut-                                                                       Zusätzlich wurde in diesem Wettbewerb wieder
RG-Bau im RKW Kompetenzzentrum wird er fach-          zen. Deshalb ist es uns ein besonderes Anliegen, den             → Bereich Handwerk und Technik                           der Sonderpreis „Startup“ ausgelobt. Dieser wurde
lich begleitet und realisiert.                        Einsatz von innovativen, digitalen und gleichzeitig                                                                       bereits zum zweiten Mal vergeben. Über die Auslo-
                                                      praxisnahen Technologien zu fördern. Der Wett-                   → Architektur                                            bung wird jährlich neu entschieden.
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Ener-        bewerb dient dabei als Plattform und Motivations-
gie (BMWi) ist Schirmherr des Wettbewerbs. Der        schub für die Entwicklung und Präsentation neuer                 Im Bereich Baubetriebswirtschaft können kreative         Der Sonderpreis „Startup“ richtet sich an junge
Wettbewerb wird zudem von zahlreichen namhaf-         Ideen. Die eingereichten Arbeiten im Wettbewerb                  Studierende, junge Absolventinnen und Absolven-          Gründerinnen und Gründer, die sich mit ihrer inno-
ten Förderern, wie zum Beispiel den Premium-För-      zeigen, dass der Bau eine moderne, technologieo-                 ten, Ausgründerinnen und Ausgründer oder Young           vativen IT-Lösung und Ideen im Baubereich selb-
derern Ed. Züblin AG und den VHV Versicherungen,      rientierte und innovative Branche ist, die jungen                Professionals ihre Digitalideen und praxistaugli-        ständig gemacht haben und deren Gründung nicht
unterstützt.                                          Menschen Zukunfts- und Entwicklungsperspektiven                  che Lösungen, die sich mit den baulichen Aktivitä-       länger als zwei Jahre zurück liegt.
                                                      bietet. Damit trägt er zur Nachwuchsförderung und                ten und dem Betrieb von Bauwerken im gesamten
Der Wettbewerb wurde bereits zum neunzehn-            Fachkräftesicherung bei und steigert das Image und               Lebenszyklus befassen, einreichen.                       Für alle Bereiche können sowohl Einzel- als auch
ten Mal durchgeführt und kann als echte Erfolgss-     die Attraktivität der Bauwirtschaft nachhaltig.                                                                           Teamarbeiten eingereicht werden.
tory bezeichnet werden, denn die Zahlen sprechen                                                                       Im Bereich Bauingenieurwesen werden ebenfalls
für sich: Es wurden bisher 287 Preisträgerinnen und   Der Wettbewerb „Auf IT gebaut“ ist gleichzeitig eine             Studierende, junge Absolventinnen und Absolven-          Auf der Website www.aufitgebaut.de sind alle
Preisträger mit insgesamt 205 Arbeiten in den vier    Plattform für junge Talente und Unternehmen der                  ten, Ausgründerinnen und Ausgründer sowie junge          wichtigen Daten und Fakten zum Wettbewerb
Wettbewerbsbereichen Architektur, Bauingenieur-       Bauwirtschaft. Sie treten miteinander in Kontakt und             Beschäftigte angesprochen. Sie können ihre digita-       zusammengefasst. Neueste Informationen wer-
wesen, Baubetriebswirtschaft sowie Handwerk und       lernen sich kennen, so profitieren sie gleichermaßen.            len Ideen und Lösungen für die Bereiche Konzeption,      den überdies regelmäßig auf dem Facebook-Auf-
Technik prämiert. Insgesamt erhielten sie 408.500                                                                      Planung, Entwurf, Konstruktion und Berechnung            tritt des Wettbewerbs unter www.facebook.com/
Euro an Preisgeldern. Seit zwei Jahren wird zudem                                                                      von Bauwerken einreichen.                                aufitgebaut und in der XING-Gruppe „Auf IT gebaut“
der Sonderpreis Startup vom RKW Kompetenzzen-                                                                                                                                   präsentiert.
trum ausgelobt.                                                                                                        Im Bereich Architektur handelt es sich um die glei-
                                                                                                                       chen oben genannten Zielgruppen, die sich mit
                                                                                                                       ihren digitalen Ideen und Lösungen für den gebau-
                                                                                                                       ten Raum bewerben.

                                                                                                                       Die Preise
                                                                                                                       Jedes Jahr können Preisgelder mit einem Gesamtwert     Der Sonderpreis „Startup“ ist mit 2.000 Euro dotiert.
                                                                                                                       von 20.000 Euro gewonnen werden. In jedem Wettbe-      Zusätzlich verlieh der Premium-Förderer, die Ed. Züblin
                                                                                                                       werbsbereich werden 2.500 Euro für den ersten, 1.500   AG, ebenfalls einen Sonderpreis, diesmal einen hoch-
                                                                                                                       Euro für den zweiten und 1.000 Euro für den dritten    wertigen Sachpreis.
                                                                                                                       Platz vergeben.

6		                                                               Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                               7
Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Die Preisträgerinnen und Preisträger
2020 und ihre Arbeiten
In dieser Publikation werden die prämierten Arbei-     besten Arbeiten rund um die Digitalisierung der
ten des Wettbewerbs 2020 und die Jury-Bewertung        Bauwirtschaft. Die Moderation übernahm Dipl.-
kompakt vorgestellt. Zusätzlich berichten die Preis-   Ing. Ivonne Zelling, BIM-Koordinatorin bei der RBS
trägerinnen und Preisträger selbst darüber, was        Wave GmbH. Dr. Mandy Pastohr, Geschäftsführerin
ihren Wettbewerbsbeitrag ausmacht, wie und ob sie      des RKW Kompetenzzentrums, zeichnete das Team
an oder mit der eingereichten Lösung weiterarbei-      vom Institut für Schadensbewertung GmbH für ihre
ten werden und welche Karrierepläne sie verfolgen.     automatisierte Erfassung von Betonrissen in Boden-
So bekommen Sie als Leserschaft einen Einblick in      flächen mit dem Sonderpreis Startup aus. Zusätzlich
die Chancen und Möglichkeiten der Digitalisierung      überreichte Dr. Ulrich Klotz, Vorstandsmitglied der
für die Bauwirtschaft, über die denkbaren berufli-     Ed. Züblin AG, den Sonderpreis des Premiumpart-
chen Entwicklungen in der Branche und lernen die       ners. Alle Preisträgerinnen und Preisträger erhielten
Preisträgerinnen und Preisträger näher kennen.         die Möglichkeit, in diesem Rahmen dem Publikum
                                                       ihre prämierte Arbeit selbst kurz vorzustellen.
Die in diesem Jahr ausgezeichneten Arbeiten konn-
ten wieder mit kreativen und praktikablen Lösungen     Allen, die nicht dabei sein konnten, möchten wir
überzeugen. Der Schwung, den die Digitalisierung       die Gelegenheit geben, etwas mehr über die Perso-
der Baubranche gibt, macht sich besonders bei den      nen zu erfahren, die hinter den Arbeiten stehen. Die
Berufsanfängern bemerkbar. Viele Ideen zur Digita-     Lösungen werden damit lebendiger und greifbarer.
lisierung des Bauens werden als Start in die Selbst-   Die Bilder dienen zur Illustration und stammen von
ständigkeit genutzt, sodass auch in diesem Jahr der    den Preisträgern.
Sonderpreis Startup ausgelobt wurde.
                                                       Wir möchten an dieser Stelle einen besonderen                    Preisträgerinnen und Preisträger des Wettbewerbs „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ mit
Auf der bautec, der Internationalen Fachmesse für      Dank an alle Preisträgerinnen und Preisträger für                Elisabeth Winkelmeier-Becker, Parlamentarische Staatssekretärin beim Bundesminister für Wirtschaft
Bauen und Gebäudetechnik, in Berlin wurden am          ihre persönliche Darstellung und ihr Engagement                  und Energie, Dr. Mandy Pastohr, Geschäftsführerin RKW Kompetenzzentrum, Dr. Ulrich Klotz,
19. Februar 2020 die Preise im Wettbewerb „Auf IT      richten. Ein herzliches Dankeschön gebührt natür-                Vorstandsmitglied Ed. Züblin AG, Dipl.-Ing. Ivonne Zelling, BIM-Koordinatorin, RBS Wave GmbH,
gebaut – Bauberufe mit Zukunft“ 2020 verliehen.        lich auch den vielen weiteren Teilnehmern des                    MSc, Dipl.-Ing. Christina Hoffmann, Leiterin RG-Bau, RKW Kompetenzzentrum
Hier konnten 200 Interessierte die Sieger im Wettbe-   Wettbewerbs, die in diesem Jahr mitgemacht und
werb kennenlernen. Elisabeth Winkelmeier-Becker,       leider nicht gewonnen haben.
Parlamentarische Staatssekretärin beim Bundes-
minister für Wirtschaft und Energie, prämierte die

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Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Bereich Bauingenieurwesen
1. Platz
   Entwurfsoptimierung in frühen Projektphasen –
   Generative Design in der Projektentwicklung

Jacqueline Rohrmann
Technische Universität München
                                                            Dafür wird ein abstraktes Design-Konzept benö-                          An einem Beispielobjekt wurde der genetische Algo-
                                                            tigt, das die Entwurfsidee mit Hilfe von Randbedin-                     rithmus erprobt, der verschiedene Optimierungs-
                                                            gungen und variablen Eigenschaften beschreibt.                          ziele verfolgte. Im Ergebnis gab es 14 verschiedene
                                                            Außerdem müssen die Kriterien festgelegt werden,                        Entwurfsoptionen mit verschiedenen Eigenschaf-
                                                            in denen die Entwurfsoptionen bewertet werden,                          ten und Merkmalen, die sich durch eine vorhandene
                                                            da diese die Richtung der Optimierung bestimmen.                        Bewertung gut beurteilen ließen.
                                                            Dieser Ansatz wird an einem bestimmten Gebäude-
                                                            typus von Siemens Real Estate Bürogebäuden getes-                       Die Jury lobte in besonderem Maß den deutlichen
                                                            tet. Dabei werden sieben Entwurfsvariablen und acht                     Praxisbezug mit einem hohen Realisierungsgrad.
                                                            Bewertungskriterien festgelegt. Der Lösungsentwurf                      Der innovative Ansatz ist ebenso hervorzuheben wie
                                                            soll sowohl wirtschaftliche und ökologische Aspekte                     auch der gute wirtschaftliche Nutzen in origineller
                                                            als auch den Komfort der Beschäftigten beachten.                        Umsetzung. Auch die Erweiterung auf andere spe-
                                                            Mit dem genetischen Algorithmus NSGA-II wird eine                       zifische Parameter im Kriterienkatalog zeigen ein
                                                            Population mit 120 Individuen über 50 Generationen                      offenes System auf, was die Jury ebenfalls beson-
Das Projekt                                                 optimiert. Hierfür wird das Dynamo-Plugin Refinery                      ders hervorhob.                                        Das Besondere am Projekt
Generatives Design ist eine digitale Entwurfsmetho-         verwendet.                                                                                                                     Das Thema Generative Design schwirrt momentan
dik, die sich die Werkzeuge der Evolution zunutze                                                                                   Die Preisträgerin                                      als Buzzword (Schlagwort) durch unsere Branche.
macht. In einem iterativen Prozess werden ver-              Bewertung der Jury                                                      Als Jacqueline Rohrmann sich für ein Studium ent-      Daher war es das Ziel der Preisträgerin den Begriff
schiedene Entwurfsoptionen erzeugt, miteinander             Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Ent-                        schied, ist ihre Wahl mehr oder weniger zufällig auf   auf wissenschaftlicher Ebene zu erkunden. Ihre
verglichen und aussortiert. Dabei werden die drei           wurfsoptimierung im frühen Projektzeitpunkt,                            Bauingenieurwesen gefallen. Im vierten Semester        Arbeit analysiert das Thema im Detail und bricht es
evolutionären Operatoren Selektion, Rekombination           dargestellt an einem Hochbauprojekt mit entspre-                        hat sie dann jedoch ihre Leidenschaft für Building     in seine Bestandteile auf.
und Mutation angewendet, um den Optimierungs-               chendem Kriterienkatalog. Durch einen imple-                            Information Modeling (BIM) und Computation ent-
prozess zu steuern.                                         mentierten      Berechnungsalgorithmus     können                       deckt. Diese ist bis heute erhalten geblieben. Diese   Die Arbeit bleibt jedoch nicht nur auf der theo-
                                                            systematisch Entwurfsvarianten nach den formu-                          Begeisterung hat Frau Rohrmann sogar bis auf           retischen Ebene. Frau Rohrmann hat das Verfah-
Diese Wettbewerbsarbeit beschäftigt sich mit dem            lierten Kriterien ermittelt werden, die die besten                      eine Konferenz nach Amerika gebracht, auf der sie      ren außerdem an einem Büroprojekt von Siemens
Potential dieser Methodik für die Projektentwick-           Lösungen direkt visualisieren.                                          zum Thema Generative Design referieren durfte.         Real Estate implementiert und dafür ein Tool pro-
lung in der Bauindustrie. Ziel ist es, ein Modell des                                                                               Momentan arbeitet sie in Stockholm im Digitalisie-     grammiert. Ihr Vorgehen hierbei wird in der Arbeit
potenziellen Entwurfs zu erzeugen und dieses im                                                                                     rungs- und Innovationsteam von Ramboll. In ihrer       anschaulich und allgemeingültig beschrieben. Es
Hinblick auf die relevanten Aspekte der frühen Pro-                                                                                 Freizeit ist Jacqueline Rohrmann gesellig und trifft   bietet daher eine gute Grundlage für andere, die
jektphasen zu optimieren. Für ein gegebenes Grund-                                                                                  sich gerne mit Freunden zu Freizeitaktivitäten.        auch ein Generative Design Projekt starten möchten.
stück sollen optimale Kombinationen aus Position,
Ausrichtung, Geschosszahl, Grundriss und anderen
Aspekten gefunden werden.

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Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Bereich Bauingenieurwesen
                                                                                              Bewertung der Jury
                                                                                              Die vorliegende Masterarbeit entwickelt ein seman-         versucht Naturkräfte zu kontrollieren und nutzbar
                                                                                              tisches Modell für den 3D-Betondruck, das unter            zu machen. Die Beziehung zum regelmäßig von
                                                                                              Printing Information Modeling (PIM) subsummiert            Naturkatastrophen betroffenen Costa Rica führte
2. Platz                                                                                      wird. Es definiert Eingangsparameter und Bezie-            sie auch an die Bauhaus-Universität Weimar, wo
                                                                                              hungen zwischen Druckprozessen, Materialien und            sie den Masterstudiengang „Natural Hazards and
   Implementierung eines Toolkits für den                                                     Bauteil-Geometrien und stellt einen Schritt in Rich-       Risks in Structural Engineering“ besuchte. In ihrer
                                                                                              tung Standardisierung der Eingangsparameter für            Abschlussarbeit hat sie die semantische Modellie-
   Information Container for Data Drop                                                        ein einheitliches Druckinformationsmodell für den          rung mit BIM-Verfahren kombiniert, zur allgemein-
                                                                                              3D-Betondruck dar. Geometrie- und Materialanga-            gültigen Beschreibung eines Verfahrens für den
                                                                                              ben, die im BIM-Modell spezifiziert sind, wurden           schnellen Wiederaufbau nach Naturkatastrophen.
                                                                                              dem IFC-Standard entsprechend im PIM-Modell                Seit ihrem Abschluss ist sie als wissenschaftliche
Patricia Peralta Abadia      Das Projekt                                                      definiert. So können beispielsweise CNC-Befehle im         Mitarbeiterin an der Professur für Informatik im
Bauhaus-Universität Weimar   Aktuelle Ansätze zur Automatisierung der Baupro-                 PIM durch Einbeziehen aller definierten Parameter          Bauwesen tätig.
                             duktion implementieren Prozesse der Additiven                    erzeugt werden, die eine Hardware-Steuerung für
                             Fertigung, zum Beispiel für den 3D-Betondruck. Der               den 3D-Druck ermöglicht.                                   Das Besondere am Projekt
                             Betondruck ermöglicht die Fertigung von Bautei-                                                                             Das Projekt leistet einen Beitrag zur Standardisie-
                             len ohne Schalung und verringert somit Kosten und                Die Jury würdigt vor allem den wirtschaftlichen Nut-       rung der Eingangsparameter für ein einheitliches
                             Umweltbelastungen.                                               zen der Arbeit. Mit dieser Lösung wird die Herstellung     Druckinformationsmodell des 3D-Betondrucks im
                                                                                              von Bauwerken und einzelnen Bauteilen ohne den             Bauwesen. Der 3D-Betondruck ist eine bahnbre-
                             Bisherige Ansätze der Datenmodellierung sind                     Einsatz von Schalungen ermöglicht. Dieses Modell           chende, aber noch unzuverlässige, Technologie zur
                             jedoch für den Betondruck ungeeignet, aufgrund                   reduziert die Herstellungskosten und kann zur Redu-        Automatisierung der Baupraxis, bei der die Daten-
                             der prozessbezogenen Anforderungen an die geo-                   zierung der Abfallmenge beitragen. Aus Sicht der Jury      modellierung nicht mit den Entwicklungen zum
                             metrische Präzision und geforderte Belastbarkeit                 wird hier ein sehr verständlicher innovativer Ansatz       Nachweis der Nutzbarkeit der Technologie mithal-
                             des Materials. Um die Datenmodellierung zu opti-                 in der Bauausführung deutlich, der das Bauen von           ten konnte. Mit Hilfe eines semantischen Modells
                             mieren, wurde ein semantisches Modell nach dem                   Morgen abbildet. Neben dem wirtschaftlichen Nut-           wird der 3D-Druck anhand der Eingabeparameter
                             Konzept des Printing Information Modeling (PIM)                  zen ist es ein origineller Beitrag für die Bauindustrie.   und der Beziehungen zwischen den einzelnen Pro-
                             für den Betondruck entwickelt. Das PIM definiert                                                                            zessen beschrieben, wodurch ein verständliches
                             allgemeingültig Eingabeparameter sowie Beziehun-                 Die Preisträgerin                                          und instanziierbares Modell entsteht. Der 3D-Beton-
                             gen und Abhängigkeiten zwischen Druckprozess,                    Patricia Peralta stammt aus einer Akademikerfamilie        druck hat, in Kombination mit Verfahren des Buil-
                             Materialeigenschaften und zu Bauteilgeometrie.                   in Costa Rica und interessiert sich bereits von klein      ding Information Modelling (BIM), das Potenzial
                             Prozessinformationen umfassen Daten zur Hard-                    auf dafür, wie Dinge funktionieren. So entschied sie       Bauwerke in rauen und katastrophengefährdeten
                             ware sowie zu Werkzeugpfaden und Materialspe-                    sich für ein Studium des Bauingenieurwesens, das           Umgebungen zu erstellen.
                             zifikationen. Geometrieinformationen werden aus
                             Building Information Modeling (BIM)-Modellen mit-
                             tels des Industry Foundation Classes (IFC)-Standards
                             extrahiert. Materialinformationen beinhalten Anga-
                             ben zu Beton und eingesetzter Bewehrung.
                             Das PIM-Modell wurde im Labormaßstab mittels
                             eines Plastikdruckers validiert und eine Softwarean-
                             wendung für die Generierung des erforderlichen
                             Computer Numerical Control (CNC)-Code entwickelt.
                             Das PIM-Modell wurde als software- und technolo-
                             gieunabhängiges, semantisches Modell entwickelt
                             und stellt einen wichtigen und erforderlichen Schritt
                             zur Standardisierung von Parametern für den 3D-
                             Betondruck dar.

12		                                     Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                              13
Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Bereich Bauingenieurwesen
                                                                                            Die hierbei realisierte automatische Generierung         im Masterstudiengang Bauingenieurwesen an der
                                                                                            statischer Abstraktionen von einzelnen trassen-          Ruhr-Universität Bochum. In diesem Rahmen wählte
                                                                                            orientierten Bauteilen bildet die Grundlage für die      Herr Neukirchen zusätzlich Fächer wie Building
                                                                                            Entwicklung hochfunktionaler Schnittstellen im           Information Modeling (BIM), besuchte Schulungen
3. Platz                                                                                    Bereich der BIM-basierten Tragwerksplanung von           im Bereich der 3D-Modellierung und verfasste Arbei-
                                                                                            Brückenbauwerken.                                        ten im Themengebiet BIM. Seine Tätigkeit als Werk-
   BIM für den Brückenbau:                                                                                                                           student ermöglicht ihm nun, als fest angestellter
                                                                                            Bewertung der Jury                                       Ingenieur bei der HOCHTIEF Engineering GmbH, bei
   Schnittstellen-Problematik im Bereich der                                                Die Masterarbeit von Jonas Neukirchen themati-           spannenden Projekten im Bereich BIM mitzuwirken
                                                                                            siert die Nutzung eines speziellen BIM-Konzeptes         und so seine Fachkenntnisse täglich zu vertiefen.
   BIM-gestützten Tragwerksplanung                                                          im Bereich der Brückenbau-Tragwerksplanung. Hier
                                                                                            kann die IFC-Schnittstellenproblematik dadurch           Das Besondere am Projekt
                                                                                            gelöst werden, dass durch die Verknüpfung von            In der Planung von Hochbauwerken lassen sich
                                                                                            Dynamo-, Revit- und Sofistik-Software und mittels        durch die automatische Generierung analytischer
Jonas Neukirchen           Das Projekt                                                      eines LOD-Konzepts ein konsistenter Informations-        Modelle zur statischen Berechnung von Bauwer-
Ruhr-Universität Bochum    Building Information Modeling (BIM) ist ein neues                fluss sichergestellt werden kann.                        ken bereits signifikante Effizienzsteigerungen und
                           Konzept im Bauwesen zur digitalen Darstellung und                                                                         Fehlerreduktionen erzielen. Im Bereich der Infra-
                           Verwaltung aller relevanten Daten eines Bauwerks                 Die Untersuchung von IFC als mögliche Basis für          strukturbauwerke wurde eine BIM-basierte Trag-
                           über den gesamten Lebenszyklus. Einen zentralen                  das Schnittstellen-Konzept zeigt, dass der program-      werksplanung jedoch bislang noch nicht entwickelt.
                           Aspekt dieses Konzepts bildet der konsistente Infor-             mierte Schnittstellenansatz grundsätzlich auch als       Diese Arbeit weist die bislang vorherrschende Pro-
                           mationsfluss über alle Bauwerksphasen zur Steige-                offener Ansatz umgesetzt werden könnte. Der Rück-        blemstellung der BIM-basierten Tragwerksplanung
                           rung der Transparenz und Effizienz.                              fluss von Informationen in ein BIM-Modell für einen      im Bereich des Brückenbaus auf und stellt ein Kon-
                                                                                            konsistenten Informationsfluss kann hier prototy-        zept sowie dessen Umsetzung in Form einer proto-
                           Im Rahmen dieser Arbeit wird die BIM-basierte Trag-              pisch realisiert werden. Der abschließend vorgestellte   typischen Schnittstelle zwischen einem BIM-Modell
                           werksplanung von Brückenbauwerken behandelt.                     Workflow des Schnittstellenansatzes zeigt dessen         und einem Finiten Elementen (FE) Programm vor.
                           Hierbei wird eine Untersuchung der bislang entwi-                Funktionalität, was ein erster Ansatz für die BIM-       Die Ergebnisse diese Arbeit bilden somit die ersten
                           ckelten Schnittstellenansätze zwischen BIM und der               basierte Tragwerksplanung im Brückenbau darstellt.       Grundlagen für die Entwicklung hochfunktionaler
                           Finiten Elementen Analyse (FEA) für einen konsis-                Die Jury lobt den verständlichen und fachübergrei-       Schnittstellen zur Realisierung einer optimierten,
                           tenten Informationsfluss zwischen dem rein geome-                fenden Ansatz dieser Masterarbeit in Kombination         auf BIM-Modellen basierten Tragwerksplanung von
                           trischen und dem Finiten Elementen Modell (FEM)                  mit einem guten wirtschaftlichen Nutzen.                 Brückenbauwerken.
                           vorgenommen. Diese Untersuchung zeigt Schwach-
                           stellen im Bereich des Brückenbaus auf, welche vor               Der Preisträger
                           allem auf eine bislang nicht erfolgte Implementie-               Jonas Neukirchen konnte sich schon früh für das
                           rung eines objektorientierten analytischen Modells               Bauingenieurwesen und eine mögliche Karriere in
                           für brückenbauspezifische Bauteile sowie auf die                 diesem Bereich begeistern, da sein Vater ebenfalls
                           fehlende Möglichkeit zur separaten Konstruktion                  Bauingenieur ist. Das Interesse und der Spaß an
                           statischer Abstraktionen für frei modellierte Geo-               der Bauinformatik entwickelte sich mit der Vertie-
                           metrien zurückzuführen sind.                                     fungsrichtung „KIB Numerische Strukturanalyse“

                           Auf Grundlage der analysierten Problematiken
                           wird daraufhin ein Schnittstellen-Konzept mit dem
                           Schwerpunkt auf einer separaten Generierung sta-
                           tischer Abstraktionen erstellt. Dessen Umsetzung
                           und Validierung erfolgen in Form einer protypischen
                           Schnittstelle.

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Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Bereich Baubetriebswirtschaft
                                                                                            Characteristics (ROC)-Kurven stattfindet. Anschlie-                 Der Preisträger
                                                                                            ßend werden bereits im Video manuell markierte                      Das Interesse an der Informatik bestand bei Den-
                                                                                            Baufachkräfte mit automatisch generierten Markie-                   nis Pawlowski bereits vor dem Studium, weshalb
                                                                                            rungen, die der Tracking-Algorithmus anlegt, vergli-                die Wahl des Studiengangs schnell beschlossen
1. Platz                                                                                    chen und bewertet.                                                  war. Während des Studiums an der Ruhr-Universi-
                                                                                                                                                                tät Bochum besuchte er Lehrveranstaltungen, wie
   Tracking von Bauarbeitern auf Baustellen                                                 Bewertung der Jury                                                  Building Information Modelling (BIM) und Digitale
                                                                                            Bei der prämierten Arbeit handelt es sich um ein                    Bildverarbeitung, wodurch sich sein Interesse für
   zur Assistenz von Kranführern                                                            videobasiertes Ortungssystem, um das Unfallrisiko                   die Bauinformatik und Computer Vision (CV) ent-
                                                                                            auf Baustellen zu reduzieren. Das Tracken von Bau-                  wickelte. Eingestellt als studentische Hilfskraft am
                                                                                            arbeitenden auf Baustellen soll den Zusammen-                       Lehrstuhl für Informatik im Bauwesen konnte Herr
                                                                                            stoß von ihnen und der Kranlast vermeiden. Hierfür                  Pawlowski den Bereich der Bauinformatik näher
Dennis Pawlowski           Das Projekt                                                      hat Herr Pawlowski Algorithmen eingesetzt, die                      kennenlernen und vertiefen. Der Fokus lag dabei auf
Ruhr-Universität Bochum    Auf Baustellen teilen sich Baufachkräfte und                     in drei Schritte unterteilt sind. Mithilfe einer Kran-              BIM, Simulationstechnik, Virtual Reality (VR) und
                           der Baukran einen Arbeitsbereich. Sie verrichten                 kamera und einem Tracking-Algorithmus erfolgt                       Computer Vision. Durch die Bachelor- und Masterar-
                           gemeinsam einen Arbeitsauftrag. Beim Manövrie-                   eine Markierung von zu Fuß gehenden Personen.                       beit gelang es ihm, Themen zu bearbeiten, die Com-
                           ren der Kranlast kann die kranführende Person auf-               Die Bauarbeitenden werden aus der Vogelperspek-                     puter Vision und Bauwesen zusammen vereinen.
                           grund existierender toter Winkel unaufmerksame                   tive verfolgt, es werden mehrere Bilder gemacht
                           Bauarbeiterinnen und Bauarbeiter übersehen und                   und ihre Laufrichtung prognostiziert. Ausgewertet                   Das Besondere am Projekt
                           mit der Ladung zusammentreffen. Dabei verläuft                   wird der Algorithmus mit Videosequenzen, die die                    Diese wissenschaftliche Arbeit stellt eine neue
                           zumeist der entstandene Unfall schwerwiegend.                    Arbeitenden auf der Baustelle aufnehmen. Durch                      Möglichkeit zur Verringerung des Unfallrisikos bei
                           Eine Reduzierung des Unfallrisikos wäre möglich, in              die Anzeige der Laufrichtung ist die krankführende                  Kranarbeiten vor. Mithilfe der Technologie ist der
                           dem der Kranführende Informationen über den Auf-                 Person nicht nur in Lage, Bauarbeitende einfacher zu                Mensch, der die Maschinen bedient, nicht mehr
                           enthaltsort von jeder Bauarbeiterin und von jedem                sehen und deren Laufrichtung einzuschätzen, son-                    allein auf die Hilfe von Personen als Signalgeber,
                           Bauarbeiter erhält, der sich in Krannähe befindet.               dern auch jene, die sich im toten Winkel unterhalb                  die der Kranführende beim Manövrieren der Kran-
                           Dadurch können bestimmte Gefahren im Voraus                      des Krans bewegen.                                                  last vom Boden aus assistieren, angewiesen. Die
                           erkannt werden.                                                                                                                      Kranführenden erhalten demzufolge ein Hilfsmittel,
                                                                                            Die Jury würdigt bei dieser Arbeit den hohen Praxis-                mit dessen Unterstützung sie Gefahren selbststän-
                           Die Masterarbeit beschreibt eine Implementierung                 bezug und die Umsetzung der Lösung zur Unfall-                      dig erkennen und abmildern können. Dadurch kann
                           eines Tracking-Algorithmus, das für stationär befes-             vermeidung auf Baustellen. Herr Pawlowski hat                       sich das Situationsbewusstsein der kranführende-
                           tigte Kameras auf einem Kran vorgesehen ist. Für das             mit seiner Masterarbeit einen wichtigen Beitrag zur                 nen Person verbessern. Des Weiteren wird die Pro-
                           System werden Algorithmen aus dem Bereich Com-                   Sicherheit auf Baustellen geleistet, vor allem, da der              duktivität eines Bauprojekts gesteigert, da durch das
                           puter Vision und maschinelles Lernen eingesetzt,                 Kranführende durch diese Lösung in der Lage ist,                    Verhindern eines Unfalls auch der darauffolgende
                           um eine Baufachkraft aus der Vogelperspektive zu                 Gefahren vorausschauend zu erkennen.                                lokale Baustillstand ausbleibt.
                           detektieren. Zusätzlich wird die Laufrichtung einer
                           Arbeitskraft geschätzt und mit einem Pfeil gekenn-
                           zeichnet, womit eine vorausschauende Gefahrener-
                           kennung erfolgen kann.

                           Ein Datensatz, der aus der Vogelperspektive auf-
                                                                                                           Toter
                           genommene Kolleginnen und Kollegen auf der                                      Winkel           Kamerabild                                              Tracking
                           Baustelle beinhaltet, wird herangezogen, um in
                           mehreren Experimenten diverse Trainings- und
                           Tracking-Parameter zu variieren und zu testen. Das                            Objekt

                           Ziel ist ein robustes und genaues Tracking zu errei-
                           chen. Ermöglicht wird dies, indem eine Auswertung

                                                                                                                                                                              n e
                                                                                                                                                                e
                                                                                                                                         tu hrl iell

                                                                                                                                                                            io h
                                                                                                                                                               n ch
                                                                                                                                             io he

                                                                                                                                                                          at lic
                                                                                                                                            fä nz

                                                                                                                                                             io rli
                                                                                                                                           at ic

                                                                                                                                                                        tu hr
                                                                                                                                                           at h
                           des Klassifikators mithilfe von Receiver Operating

                                                                                                                                          ge ote

                                                                                                                                                                      Si efä
                                                                                                                                                         tu fä
                                                                                                                                               n

                                                                                                                                                       Si nge
                                                                                                                                             P

                                                                                                                                                                      G
                                                                                                                                                          U
                                                                                                                                            Si
16		                                   Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                                         17
Preisträgerinnen und Preisträger 2020 Bauwirtschaft innovativ - Von neuen Ideen profitieren und Zukunft gestalten - Wettbewerb "Auf IT gebaut ...
Bereich Baubetriebswirtschaft
2. Platz und Sonderpreis der Ed. Züblin AG
   MindWall

Lars Hühnken                     Das Projekt                                                       Bewertung der Jury                                       Der Preisträger
Technische Universität München   Bauen ist Teamarbeit! Genau deshalb findet von                    Die Semesterarbeit MindWall von Lars Hühnken ist         Schon während seines Bachelorstudiums der Archi-
                                 Entwurfsplanung und Baubetrieb bis über die Inbe-                 ein Programm zur Zentralisierung, Kanalisierung          tektur an der Technischen Universität München hat
                                 triebnahme eines Gebäudes hinaus vor allem eines                  und Strukturierung aller im Büro-Alltag anfallenden      Lars Hühnken seine Begeisterung für computer-
                                 statt: Kommunikation. Hier wird es schnell chao-                  Informationen. Der Aufbau und die Funktionsweise         gestützte Hilfsmittel im Bau entwickelt und setzte
                                 tisch und unübersichtlich: E-Mails sind rein linear               von MindWall ist von zwei heutzutage weit verbrei-       deshalb für seinen Master den Schwerpunkt Archi-
                                 und oft verschachtelt und zur vollständigen Imple-                teten Medien der Informationsdarstellung und -ver-       tekturinformatik. Sein besonderes Interesse lag hier-
                                 mentierung einer Projektmanagement-Software                       mittlung inspiriert, Mindmap und Facebook Wall.          bei auf der Optimierung und Neuauslegung bislang
                                 muss diese allen Beteiligten aufgezwungen werden.                                                                          aufwändiger Prozesse zur Steigerung der Produkti-
                                                                                                   Die Stärke einer Mindmap liegt darin, einfach und        vität. Während seiner mehrjährigen Werkstuden-
                                 MindWall ermöglicht einen schnellen und flexiblen                 übersichtlich die Zusammenhänge und Abfolgen             tentätigkeit bekam er Einblicke in die Planung von
                                 Kommunikationsfluss, welcher durch interaktive                    von Informationen wiederzugeben. Eine Facebook           Großprojekten, aus deren Organisations- und Kom-
                                 Verknüpfungen dynamisch strukturiert und intui-                   Wall, also die Pinnwand zu einer beliebigen Themen-      munikationschaos die ursprüngliche Idee für seine
                                 tiv navigierbar wird. Zugleich zielt sie darauf ab, die           seite auf Facebook, dient als Vorbild für die schnelle   Wettbewerbsarbeit entstanden ist.
                                 Informationsorganisation „barrierefrei“ zu gestal-                Erstellung eines Informationsflusses durch verschie-
                                 ten, sodass jeder am Projektbeteiligte mit seinen                 denen Menschen, ohne Hürden teilzuhaben, unge-           Das Besondere am Projekt
                                 bevorzugten Medien ohne Einschränkung oder Ein-                   bunden von Geräten oder Programmen.                      Der Kern seiner Idee liegt auf dem einfachen Verfüg-
                                 stiegshürden teilhaben kann.                                                                                               barmachen der eingereichten Anwendung für alle
                                                                                                   Der vorgestellte Prototyp beschäftigt sich haupt-        an einem Projekt beteiligten Personen. Existierende
                                 Eingehende Konversationen und Daten, zum Bei-                     sächlich mit dem Thema der Informations-Struktu-         Projektmanagementsysteme erfordern die Verwen-
                                 spiel aus E-Mails, WhatsApp oder Messenger-                       rierung. Er soll dazu dienen herauszufinden, wie der     dung ihrer jeweiligen Plattform zur Teilhabe – dies
                                 Diensten, werden in ein einheitliches Format                      Nutzer zwischen den Inhalten navigiert, Informatio-      wird jedoch meistens als Mehraufwand angese-
                                 umgewandelt und können in der Anwendung als                       nen findet und letztendlich selbst Strukturen kreiert.   hen oder mangels technischer Affinität abgelehnt
                                 sogenannte Nodes miteinander verknüpft werden.                    Der Hauptfokus liegt deshalb auf dem „Flow“ von          und muss deshalb aufgezwungen werden. In Mind-
                                 Sie bilden dann einfache Ketten, stellen eine Baum-               der Startansicht mit Hauptthemen hin zum Einzel-         Wall werden alle Parteien ohne Anforderungen an
                                 struktur dar oder sind zu komplexen Netzwerken                    inhalt. Dieser muss übersichtlich gestaltet werden,      spezielle Kommunikationsmedien ins gleiche Boot
                                 verflochten. Dies ermöglicht den ständigen Erhalt                 indem er größere Netzwerke und Baum-Strukturen           geholt, wodurch Anwendende die Vorteile einer
                                 von Sinnzusammenhängen zwischen Inhalten bei                      bei jedem neuen Schritt dynamisch anordnet und           Projektmanagementlösung genießen können ohne
                                 gleichzeitiger Vereinfachung der Navigation. In                   vereinfacht.                                             sich mit Akzeptanzproblemen auseinandersetzten
                                 MindWall erstellte, ausgehende Informationen wer-                                                                          zu müssen. Das User-Interface geht danach gleich
                                 den erneut transformiert und der empfangenen Per-                 Die Jury würdigte insbesondere den innovati-             den nächsten Schritt und liefert einen innovativen
                                 son wieder in seinem gewählten Ausgangsmedium                     ven Ansatz, Informationen zu verknüpfen und das          Ansatz an die Organisation und Navigation der ent-
                                 übermittelt.                                                      Auffinden zu erleichtern sowie die fachübergrei-         standenen Kommunikation.
                                                                                                   fenden Einsatzmöglichkeiten. Die intuitive Ober-
                                                                                                   fläche erleichtert den Nutzenden die Arbeit mit
                                                                                                   Informationen.

18		                                          Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                              19
Bereich Baubetriebswirtschaft
3. Platz
   Machine Learning in Bauprojekten –                                                                        digitalem Bild werden durch MATLAB gezählt. Die        der Technischen Universität (TU) Kaiserslautern
                                                                                                             Fläche des Gebiets kann sich durch Google Earth        und der Universität Fuzhou und erlangte schließ-
   Untersuchung von Anwendungsfällen                                                                         bemessen lassen. Schließlich ist die Fläche von        lich seinen Masterabschluss am Karlsruher Insti-
                                                                                                             Objekten nach der folgenden Formel bestimmbar:         tut für Technologie (KIT). Er interessierte sich schon
   in der Bauprojektierung und -ausführung                                                                                                                          früh für die computergestützten Aspekte im Bauen.
                                                                                                                                                                    Seit Beginn seines Masterstudiums fokussierte er
                                                                                                                                                                    sich auf innovative Technologien im Bauwesen und
                                                                                                                                                                    möchte die neuen Möglichkeiten nutzen, die sich
Xia Zhongxin                                Das Projekt                                                                                                             mit der Digitalisierung für die Baubranche ergeben.
Karlsruher Institut für Technologie (KIT)   Machine Learning gilt als Schlüsseltechnologie zur                                                                      Deshalb führt er die vorgestellte prämierte Arbeit
                                            Automatisierung und Digitalisierung des Bauens.                                                                         weiter fort und vertieft Thematiken wie die künst-
                                            Diese Arbeit untersucht die Anwendungsfälle von                                                                         liche Intelligenz (KI), um diese für eine Optimierung
                                            Machine Learning in der Bauprojektierung und -aus-                                                                      der Bau- und Planungsprozesse nutzbar zu machen.
                                            führung und zeigt diese an zwei Fallbeispielen. Das
                                            erste Fallbeispiel betrachtet die Bauprojektierung:                                                                     Das Besondere am Projekt
                                            Hier sollen mit Machine Learning Projektkosten und               Die Bewertung der Jury                                 Diese Wettbewerbsarbeit untersucht die Anwen-
                                            die Projektdauer anhand von Bestandsdaten pro-                   Mit der Verfügbarkeit immer leistungsfähiger Hard-     dungsfälle von Maschinellem Lernen (Machine Lear-
                                            gnostiziert werden. Im zweiten Fallbeispiel wird                 ware (graphics processing unit = GPU) wird die         ning) in der Bauprojektierung und -ausführung. Es
                                            innerhalb der Bauausführung eine Baufortschritts-                Berechnung zunehmend komplexerer und damit             werden verschiedene Fallbeispiele aufgezeigt und
                                            analyse durch Bilderkennung aufgenommen.                         leistungsfähiger neuronaler Netzarchitekturen          dargelegt, wie die technische Entwicklung verlaufen
                                                                                                             möglich. Daher stellt sich auch die Frage nach den     kann und was mit heutigen Technologien bereits
                                            Die Prognose von Projektkosten oder Projektdauer                 Anwendungen der künstlichen Intelligenz beim Bau-      umsetzbar ist.
                                            ist eigentlich eine Aufgabe über multiple lineare                wesen. Die Masterarbeit adressiert dieses Thema
                                            Regression (MLR): Die Projektkosten oder Projekt-                und umfasst im ersten Teil eine Beschreibung der       Der Anwendungsfall eins hat gezeigt: Die Qualität
                                            dauer ist die Zielvariable, die Einflussfaktoren sind            Grundlagen der künstlichen Intelligenz und skizziert   von Daten spielt eine große Rolle in der Modellie-
                                            unabhängige Variablen. Algorithmen müssen die                    im zweiten Teil Anwendungen beim Bauprozess:           rung, dies ist wichtiger als Algorithmen. Unstruk-
                                            Regressionskoeffizienten schätzen. Um Bias zu                                                                           turierte Datensätze mit schlechter Qualität sind
                                            minimieren, werden Ensemblemethoden ange-                        1. Prognose von Projektkosten und -dauer und           ungeeignet für Machine Learning. Die Kontrolle
                                            wandt. Sie nutzen verschiedenen Lernalgorithmen,                 2. Bildanalyse.                                        des tatsächlichen Baufortschritts erfolgt heut-
                                            um bessere Ergebnisse zu erhalten. Ein neuronales                                                                       zutage noch zu großen Teilen manuell und ana-
                                            Netzwerk wurde ebenfalls erprobt.                                Die Masterarbeit von Herrn Xia Zhongxin beschäf-       log. Die Automatiesierung bietet hierfür ein hohes
                                                                                                             tigt sich mit sehr komplexen Sachverhalten. Mit der    Optimierungspotential.
                                            In der Bauausführung können Anzahl und Fläche                    Auszeichnung würdigt die Jury vor allem die Bear-
                                            von Objekten als Indikatoren betrachtet werden.                  beitung eines Themas, das eigentlich den Rahmen        Der Anwendungsfall zwei zeigt einen Ansatz zur
                                            Durch den Vergleich von Anzahl und Fläche im Ist-                einer Masterarbeit sprengen würde.                     digitalen Bestandsaufnahme von Baustellen. Die
                                            und Soll-Zustand können Baufortschritte analy-                                                                          automatisierte Bauteilerkennung, nahezu in Echt-
                                            siert werden. Um bekannte Objekte innerhalb eines                Der Preisträger                                        zeit, ermöglicht eine Dokumentation der Baustelle,
                                            Drohnenbildes zu detektieren und zu zählen, wurde                Xia Zhongxin ist aktuell wissenschaftlicher Mit-       die von Menschen und Computer interpretiert und
                                            der Algorithmus Mask R-CNN trainiert und modifi-                 arbeiter an der Technischen Universität (TU)           für vielfältige Zwecke genutzt werden kann. In der
                                            ziert. Darüber hinaus kann Mask R-CNN Objekte far-               Darmstadt. Zuvor absolvierte er sein Bachelorstu-      Arbeit werden noch weitere potenzielle Einsatz-
                                            bigen Masken zuordnen. Die Pixel von Masken und                  dium mit der Fachrichtung Bauingenieurwesen an         möglichkeiten dargestellt.

20		                                                    Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                             21
Bereich Architektur
1. Platz
   Visualisierung des modellbasierten
   Kommunikationssystems für die Entscheidungs-
   findung in frühen Entwurfsphasen

                                                                                                  Anschließend wird eine modellbasierte Kommuni-          Einfluss auf den Erfolg von Projekten haben, erkennt
Zhiwei Meng                      Das Projekt                                                      kationsplattform mit Dialogpanel und einem Dash-        die Jury auch einen großen wirtschaftlichen Nutzen
Technische Universität München   Frühe Einsätze des Simulations- und Analysewerk-                 board visualisiert. Im Mittelpunkt des Projektes        der Entwicklung.
                                 zeugs in der Planung vermindern erheblich Pro-                   steht die Frontend-Entwicklung. Zu guter Letzt wird
                                 jektkosten sowie Zeitaufwand. Allerdings ist die                 diese webbasierte Anwendung durch eine Nutzer-          Die Preisträgerin
                                 Verwendung von Building Information Mode-                        studie evaluiert.                                       Mit großem Interesse am Thema Building Informa-
                                 ling (BIM) in frühen Entwurfsphasen immer noch                                                                           tion Modeling (BIM) arbeitete Frau Meng während
                                 begrenzt, weil die Anforderung an ein detailliertes              Bewertung der Jury                                      des Masterstudiums als wissenschaftliche Hilfskraft
                                 Simulationsmodell im Widerspruch zur Gewohn-                     Die vorliegende Masterarbeit von Frau Meng besteht      am Lehrstuhl für Computergestützte Modellierung
                                 heit des freien und abstrakten architektonischen                 aus einem optimierten Prozessmodell, einem Proto-       und Simulation an der Technischen Universität (TU)
                                 Designs steht. Eine Lösung dafür ist es, eine Kom-               typ und einer Nutzerstudie.                             München sowie als Werkstudentin bei Thinkproject!.
                                 munikationsplattform mit adaptiven Detaillie-                    Es geht um die Weiterentwicklung der Form der           Seit ihrem Masterabschluss ist sie als wissenschaft-
                                 rungsstrategien aufzubauen, welche die Effizienz                 Kommunikation zwischen den Planungs- und                liche Mitarbeiterin an der Bergischen Universität
                                 der Entscheidungsfindung in frühen Entwurfspha-                  Baubeteiligten. Die Entwicklung geht von einem          Wuppertal tätig. Am Lehrstuhl Baubetrieb und Bau-
                                 sen erhöhen könnte.                                              Forschungsvorhaben der Deutschen Forschungs-            wirtschaft ist sie zurzeit für ein Forschungsprojekt
                                                                                                  gemeinschaft aus („Bewertung von Gebäudeent-            über Informationslieferungscontrolling rund um
                                 Die Entwicklung des Kommunikationssystems                        wurfsvarianten in frühen Entwurfsphasen auf Basis       den Lebenszyklus eines Projektes zuständig.
                                 erfolgt durch zwei Schritte:                                     adaptiver Detaillierungsstrategien“). Das Ziel ist,
                                                                                                  die Verbesserung der Kommunikation im Detaillie-        Das Besondere am Projekt
                                 1. Darstellung des optimierten Prozessmodells und                rungsprozess zwischen Architekturschaffenden und        Es ist vernünftig für alle Projektbeteiligten, die Pla-
                                 2. Visualisierung einer Kommunikationsplattform.                 Fachplanenden, um Doppelarbeit zu vermeiden und         nenden in frühen Entwurfsphasen bei ihrer Ent-
                                                                                                  das Modell zu optimieren.                               scheidungsfindung zu unterstützen, um weitere
                                 Zunächst werden die effizienten Konversations-                                                                           Risiken, vor allem große Änderungen in späteren
                                 verläufe zwischen Architekturschaffenden und                     Mit der Digitalisierung ändert sich die Art und Weise   Phasen, zu vermeiden. Deswegen ist die Kernidee
                                 Fachplanenden durch ein „Gespräch zum Handeln”-                  der Kommunikation der Beteiligten der Wertschöp-        dieser Arbeit, dass alle Projektbeteiligten den Ent-
                                 Modell repräsentiert, indem die Anfrage erstellt                 fungskette Bau. Die Arbeit fokussiert sich auf die      wurf in frühen Phasen zusammen skizzieren. Der
                                 und mit folgenden Tätigkeiten bearbeitet werden                  kollaborative Kommunikation in einer gemeinsa-          Dialog sowie der Datenaustausch zwischen allen
                                 kann: Annehmen, Ablehnen oder Gegenangebote                      men Umgebung. Die Masterarbeit besitzt nach Mei-        Teilnehmenden erfolgen in diesem System durch
                                 machen. Die Antwort der Planenden wird als „Feed-                nung der Jury einen hohen Praxisbezug und gute          Anfragen und Feedbacks in einer gemeinsamen
                                 back“ definiert, das entweder Simulationsergeb-                  Aussicht auf Realisierung. Indem alle Planenden und     Datenumgebung. Durch eine Nutzerstudie wurde
                                 nisse oder Optionen für fehlende Werte enthält.                  theoretisch auch Bauausführenden und Betreiben-         validiert, dass diese Online-Plattform die Kommu-
                                 Der ganze Kommunikationsprozess wird in einem                    den beteiligt werden können, verfügt die Arbeit über    nikation zwischen allen Akteurinnen und Akteuren
                                 Business Process Model and Notification (BPMN)                   einen fachübergreifenden Ansatz. Da die Kommu-          weitgehend fördern kann.
                                 dargestellt.                                                     nikation und Umsetzung von Vorschlägen großen

22		                                         Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                               23
Bereich Architektur
                                                                                                                       Bewertung der Jury                                    Die Preisträgerin
                                                                                                                       Die Richtlinien der Europäische Kommission (EC)       Klaudia Jaskula hat ihren Bachelor of Science an
                                                                                                                       zur Senkung des Energieverbrauchs, dem „Energy        der Technischen Universität Warschau abgeschlos-
                                                                                                                       Performance of Buildings Directive“ (ECEEE,           sen, während dieses Studiums absolvierte sie
2. Platz                                                                                                               2015) umfassen Energieziele, auch für den Ver-        auch zwei Semester an der Strathclyde Universität
                                                                                                                       brauch aller neuen und bestehenden Gebäude.           Glasgow. Frau Jaskula war schon früh von BIM
   Archi-guide. Architektenfreundliches Visualisie-                                                                    Die prämierte Arbeit greift diese Richtlinien auf.    begeistert. Bereits in ihrem Bachelorstudium hat
                                                                                                                       Dabei handelt es sich um eine benutzerfreundliche     sie ihre Projekte mit einer BIM-Software bearbei-
   rungs-Unterstützungstool zum Vergleichen und                                                                        Plattform, die den Planenden (Architekturschaffen-    tet. Nach einem abgeschlossenen Masterstudium
                                                                                                                       den und Nachhaltigkeitsberatenden) die Flexibilität   der Landschaftsarchitektur an der Hochschule Wei-
   Auswerten BIM-basierter Entwurfsvarianten in                                                                        bietet, ihre Gebäudeplanung bereits in der frühen     henstephan-Triesdorf hat sie ein weiteres Mas-
                                                                                                                       Planungsphase zu optimieren und zu verbessern.        terstudium an der Technischen Universität (TU)
   frühen Entwurfsphasen mit einer Template-                                                                                                                                 München mit dem Schwerpunkt Architekturtechno-
                                                                                                                       In der Praxis werden Building Performance Simu-       logien erfolgreich abgelegt. Während dieses Masters
   basierten Methodik                                                                                                  lationen (BPS) erst durchgeführt, nachdem die         konnte sie ihr Wissen über digitales Bauen in einem
                                                                                                                       Architekturschaffenden ihre Entwürfe an weitere       BIM Seminar und in ihrer Masterarbeit vertiefen.
                                                                                                                       Disziplinen übergeben haben. Die Tatsache, dass       Neben dem Studium in München, arbeitete sie bei
                                                                                                                       die Form (Masse) des Gebäudes eine wichtige Rolle     der 03 Architekten GmbH in München, wo sie auch
Klaudia Jaskula                                       (BPS)-Tools werden jedoch selten von Architektin-                für den Energiebedarf spielt, sollte Architektin-     heute noch angestellt ist. In der Zukunft wünscht sie
Technische Universität München                        nen und Architekten verwendet, da sie als zu kom-                nen und Architekten dazu anregen, Entscheidun-        sich, ihr Wissen in BIM weiter vertiefen zu können.
                                                      plex und umständlich gelten.                                     gen in einem sehr frühen Entwicklungsstadium
                                                                                                                       zu treffen. Daher ist es von großem Nutzen und        Das Besondere am Projekt
                                                      Ziel dieser Arbeit ist es, ein architektenfreundliches           wichtig, dass Entscheidungen über Nachhaltigkeits-    Die meisten aktuell kommerziell erhältlichen BPS-
                                                      vorlagenbasiertes Bewertungstool für die Vari-                   kriterien und -anforderungen sowie Kosten und         Tools erfüllen nicht die Anforderungen von Archi-
                                                      antenbewertung in der frühen Entwurfsphase zu                    LCA (Life Cycle Assessment) Kriterien gemeinsam       tekturschaffenden an solche Programme. Ziel dieser
                                                      entwickeln. Basierend auf einer Literaturrecherche               mit allen anderen Playern auch mit Hilfe von Inte-    Arbeit war es, ein Bewertungstool namens Archi-
                                                      wurden sowohl qualitative als auch quantitative                  grated Design sowie openBIM getroffen werden.         guide zu entwickeln, das insbesondere von Archi-
                                                      Bewertungskriterien ausgewählt und in drei Kate-                 Die Masterarbeit von Frau Jaskula wird ausge-         tekturschaffenden gerne benutzt wird und deren
                                                      gorien unterteilt: soziale, wirtschaftliche und öko-             zeichnet, weil die hier entwickelte Plattform es      Anforderungen erfüllt. Mit Archi-guide können ver-
                                                      logische Faktoren. Die Hauptziele des Tools waren                ermöglicht, Gebäudeänderungen (mit Hilfe von          schiedene Varianten anhand mehrerer Darstellungs-
                                                      Benutzerfreundlichkeit, Flexibilität und Integration             Building Information Modeling - BIM) und ihre         möglichkeiten und qualitativer und quantitativer
                                                      einer Wissensbasis. Das im Rahmen der Arbeit ent-                Nachhaltigkeitswirkungen (sozial, wirtschaftlich      Bewertungskriterien verglichen werden. Dadurch
                                                      worfene Tool namens Archi-guide bietet mehrere                   und ökologisch) zu vergleichen sowie zu sehen,        bietet es einen ausführlichen Überblick über alle
Das Projekt                                           Darstellungsmöglichkeiten, mit denen verschiedene                ob die Nachhaltigkeitsziele für eine Zertifizie-      Aspekte eines Bauprojektes in einem Tool und unter-
Entscheidungen, die in den ersten Entwurfspha-        Gebäudevarianten untersucht werden können. In                    rung (LEED, DGNB etc.) erreicht werden können.        stützt Architekturschaffende bei der Entscheidungs-
sen eines Bauprojekts getroffen werden, haben         der Anwendung kann zwischen einer Übersicht aller                Um den Anwendenden beziehungsweise den Pla-           findung in den frühen Entwurfsphasen.
den größten Einfluss auf dessen Planung, Leistung     Varianten und Kriterien, einem direkten Vergleich                nenden die Entscheidung zu erleichtern, sollte die
und Kosten. Je später Designänderungen auftreten,     von drei Varianten in verschiedenen Kategorien und               BIM-Methode frühzeitig eingesetzt werden. Die-
desto komplizierter und teurer ist deren Umsetzung.   einer detaillierten Betrachtung der einzelnen Kate-              ses Instrument bietet eine solche Möglichkeit,
Dank Building Information Modeling (BIM) kann ein     gorien einer Variante ausgewählt werden. Zudem                   sodass auch Entscheidende einbezogen werden.
Großteil des Planungsaufwands in die frühen Ent-      wird der Projektverlauf in einem Übersichtsbaum                  Neben Originalität und einem hohen Innovation-
wurfsphasen verlagert werden. BIM-Modelle ermög-      dokumentiert.                                                    gehalt der Arbeit würdigte die Jury den hohen wirt-
lichen eine Computersimulation, mit deren Hilfe die                                                                    schaftlichen und gesellschaftspolitischen Nutzen.
Auswirkungen des Designs bewertet werden kön-                                                                          Dabei ist die Plattform sehr benutzerfreundlich und
nen. Die meisten Building Performance Simulation                                                                       mit hohen gestalterischen Ansprüchen entwickelt
                                                                                                                       worden.

24		                                                              Wettbewerb „Auf IT gebaut – Bauberufe mit Zukunft“   www.rkw-kompetenzzentrum.de			                                                                           25
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