KI-Innovationen für Architekten und Ingenieure

Michael Schuster: Eine neue KI aus China hat Ende Januar die KI-Welt durchgewirbelt: R1 von DeepSeek. Anlass für uns, miteinander über Innovationen in Künstlicher Intelligenz zu sprechen. Was ist das Besondere an DeepSeek?

Jan R. Krause: Die große Überraschung war nicht nur, dass neben den bekannten Playern wie ChatGPT oder Gemini plötzlich noch einer auftaucht, sondern auch die Geschwindigkeit.
DeepSeek ist ein gerade einmal ein Jahr altes KI-Start-up aus China. Das KI-Modell R1 von DeepSeek kann Ähnliches wie ChatGPT von Open AI. Das Besondere ist, dass es wohl wesentlich weniger Energie als die bekannten KI-Modelle verbraucht. Das wäre erst einmal eine gute Botschaft, denn die Verarbeitung großer Datenmengen erfordert eine große Menge Energie und das ist ein ernstzunehmendes Problem. Weniger Energieverbrauch bedeutet weniger Rechenzentren und weniger Kühlanlagen. Gleichzeitig stellt die neue Technologie aus China aber auch eine Herausforderung für die etablierten Hersteller von Hochleistungschips dar. Die USA hatten den Export von Spitzentechnologien wie GPU-Halbleitern nach China verboten, um die Fortschritte in der KI-Entwicklung zu bremsen. Das war offenbar wirkungslos. DeepSeek ist es gelungen, diese KI in enormer Geschwindigkeit zu entwickeln, mit deutlich geringeren Entwicklungs-, Herstellungs- und Trainingskosten.

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Michael Schuster: Wie konnte diese KI so schnell entwickelt werden?

Jan R. Krause: Es wird angenommen, dass China sich trotz des Exportverbots Zugang zu Hochleistungschips aus den USA verschafft hat. Auch von Spionage ist die Rede. Aber unabhängig davon ist DeepSeek ganz anders konstruiert als ChatGPT. DeepSeek verwendet eine eigene Architektur, die auf Transformer-Modellen basiert. Der effizientere Umgang mit Rechenressourcen wird durch die Mixture-of-Experts-Architektur MoE ermöglicht, die gezielt nur die benötigten Parameter aktiviert. Außerdem konzentriert sich Deep Seek stärker auf chinesische und asiatische Inhalte, was sich einerseits auf die Schnelligkeit in der Entwicklung, andererseits auch auf die Qualität der Antworten in bestimmten Sprachräumen auswirkt.

Michael Schuster: Welche Erfahrungen gibt es mit der Anwendung?

Jan R. Krause: ChatGPT ist für viele Sprachen ausgelegt und liefert gute Ergebnisse in Deutsch, Englisch und anderen Sprachen. DeepSeek hingegen ist besonders stark in Chinesisch und Englisch und kann vorrangig dort kontextbezogene und präzise Antworten liefern. DeepSeek zeigt außerdem Stärken bei mathematischen Berechnungen und technischen Themen. Beide Modelle haben jedoch Grenzen beim Faktencheck. ChatGPT erfindet mitunter Quellen, während DeepSeek in China einer strengen Zensur unterliegt.

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Michael Schuster: Kannst Du ein Beispiel dafür geben?

Jan R. Krause: Wenn man Themen anspricht wie Fragen zu Menschenrechten und Demokratisierungsprozessen in China, dann schaltet DeepSeek plötzlich auf ahnungslos, versucht das Thema zu wechseln und fragt: „Wollen wir uns nicht über Mathe oder über Sport unterhalten?“

Michael Schuster: Dann lass auch uns das Thema wechseln. Was gibt es Neues aus der KI-Welt für Architekten und Ingenieure zu berichten?

Jan R. Krause: Einen aktuellen Eindruck vermittelte Anfang des Jahres die Messe BAU in München. KI ist Gesprächsthema. Es stellt sich die Frage, wo Künstliche Intelligenz zur Effizienzsteigerung im Bauwesen beitragen kann. Dabei ist zu erkennen: Nicht überall, wo KI draufsteht, ist auch KI drin. Oft handelt es sich um digitale Tools, die beeindruckende Ergebnisse liefern, aber im akademischen Sinne nicht wirklich intelligent, sondern eher der Kategorie Konfigurator oder digitales Datenmanagement zuzuordnen sind. Vielleicht ist diese Differenzierung für die Anwendung in der Praxis aber nicht so entscheidend. Wichtiger ist festzustellen, Künstliche Intelligenz, Large Language Modells, Machine Learning und Algorithmen sind fester Bestandteil der digitalen Transformation. Damit müssen wir uns als Architekten und Ingenieure befassen. 

Michael Schuster: Ist manches nur alter Wein in neuen Schläuchen? Ist das KI-Labeling eine Art digitales Greenwashing? Alles nur ein Hype? Oder gibt es auch echte Innovationen?

Jan R. Krause: Es gibt einige raffinierte Weiterentwicklungen und gute Systeme, die man als Architektur- oder Ingenieurbüro auf seiner eigenen Plattform adaptieren und mit den eigenen Erfahrungswerten trainieren kann, sodass dann auch die Ergebnisse spezifischer werden und besser zum eigenen Büro passen.

Michael Schuster: Lass uns die Neuheiten und Weiterentwicklungen einmal entlang der Leistungsphasen untersuchen. Welche Tools gibt es für die ersten Leistungsphasen 1 bis 3, für den Entwurfsprozess?

Jan R. Krause: Neben den allgemeinen bildgenerierenden Tools wie Midjourney, Dall-E, Dreamstudio oder Invoke gibt es interessante architekturspezifische Entwicklungen wie Archivinci, Corbu, LookX oder Vitruvius. Diese KIs haben in den vergangenen Monaten viel gelernt, sind viel besser als noch vor einem Jahr. Eine nützliche Weiterentwicklung für die Architektur ist, dass wir die 2D-Ebene überwunden haben. Zunächst lieferte die KI uns nur ein statisches Bild. Inzwischen ist es möglich, Beziehungen zwischen Grundriss und Raum herzustellen oder mit KIs aus Bildern Filme zu erzeugen. Die KI kann jetzt auch „um die Ecke“ denken.

Michael Schuster: Auf der Baumesse habe ich einen Themenblock moderiert, in dem diese Tools als regelrecht bahnbrechend beschrieben wurden, weil es nun möglich wird, vom reinen Bild zu mehrdimensionalen Räumen zu kommen. Gibt es neben diesen kreativen Tools für Entwurf und Visualisierung auch ähnlich nützliche Weiterentwicklungen für die konkrete Planung?

Jan R. Krause: Dort, wo Daten die Basis für architektonische Planung liefern, gibt es bemerkenswert leistungsfähige KI-Tools. Beispiele dafür sind Giraffe für die Stadtplanung, Plan4Better für die Standortanalyse, Syte für die Grundstücks­bewertung, Urbanistic, Spacio oder Snaptrude für die Baumassenfindung.

Michael Schuster: Wie geht es weiter vom Volumen zum Grundriss, zum BIM-Modell und zum digitalen Bauantrag?

Jan R. Krause: Mit KIs wie Finch oder Swapp kann man Grundrisskonzepte und Varianten entwickeln. Die führenden CAD und BIM-Programme integrieren KI-Tools, wie etwa die AI-Visualizer von Allplan und Graphisoft. BIMpermit ist ein KI-Tool, das die Ausschreibung und Genehmigungsplanung unterstützt. ThinkBIC ist ein Tool für die regelbasierte BIM-Prüfung. Beide sind nützliche Werkzeuge auf dem Weg zum digitalen Bauantrag. Interessant ist auch Zenesis, ein Tool für die TGA-Vorbewertung.

Michael Schuster: Lass uns nun von der Planung auf die Baustelle kommen. Inwiefern lassen sich KIs in der Bauphase einsetzen?

Jan R. Krause: Airteam erleichtert die Bestandserfassung und Specter unterstützt die Bauablaufplanung. Planradar bietet interessante digitale Lösungen für Dokumentation, Kommunikation und Berichterstellung. Die KI von Conxai erleichtert das Baustellenmanagement. Dieses Tool für Bauunternehmer zeigt, wie sich mit den Überwachungskameras auf Baustellen die Logistik effizient steuern lässt.

Michael Schuster: Da sehe ich eine Parallele zum Vortrag eines wissenschaftlichen Mitarbeiters der RWTH Aachen, der sich gerade intensiv mit Baustelle, Robotik und KI beschäftigt. Entscheidend für den Einsatz der Baustellen-KIs ist ein absolut stabiles WLAN. Heute ist es möglich, ein räumlich auf die Baustelle begrenztes WLAN zu mieten. Wie wichtig ist diese Infrastruktur für KI-Anwendungen?

Jan R. Krause: Das Thema der Connectivity wird uns künftig noch viel stärker begleiten, beispielsweise auch, wenn es um autonomes Fahren geht. Da darf es kein Funkloch geben. Von dieser parallel stattfindenden Entwicklung aus der Welt der Mobilität werden wir auch im Bereich der Immobilie stark profitieren.

Michael Schuster: Wenn wir über den Nutzen von KIs nachdenken, geht es um Effizienz, Transparenz, Zeitgewinn und Sicherheit. Welche Rolle spielen diese Aspekte über den Planungs- und Bauprozess hinaus für den Lebenszyklus eines Gebäudes?

Jan R. Krause: Auch bei der Lebenszyklusbetrachtung geht es um Sicherheit – in zweifacher Hinsicht: um Kostensicherheit im Planungsprozess und Kostensicherheit im Gebäudebetrieb. Bauflows ist eine KI für digitale Prozesse, Verträge und Rechnungen. Mit der Schweizer KI KeeValue lassen sich schon in einer frühen Entwurfsphase die Kosten einschätzen, auch von entwerfenden Architekten, die selbst nicht große Baukosten­erfahrung haben. Die DIN 276 schreibt genau vor, welche Präzision in welcher Leistungsphase gefordert ist: +/-30 % in der Vorplanung, +/- 20 % in der Entwurfsplanung, +/-10 % im Rahmen der Ausschreibung. Das kann diese KI besser. Deshalb ist sie meines Erachtens ein vielversprechendes Tool, denn es ist festzustellen, dass die nach DIN 276 zulässigen Unschärfen von Bauherren nicht akzeptiert werden, auch wenn das der vereinbarte Standard ist. Auch die Darstellung der zu erwartenden Betriebs- und Instandhaltungskosten wird mit einer solchen KI wesentlich verlässlicher.

Michael Schuster: Beim Thema der Kosten- und der Planungssicherheit bietet die KI vielleicht den größten Hebel. Aber wie steht es um die Nachhaltigkeit?

Jan R. Krause: Nachhaltigkeit ist messbar geworden, in der Architektur wie in der Stadtplanung. Hier kann Künstliche Intelligenz eine Schlüsselfunktion bekommen, weil wir frühzeitig in der Lage sein werden, entwurfsbegleitend Auskunft über die Umweltauswirkungen von Entwurfsentscheidungen zu geben. Mit der KI von Syte lassen sich neben der Grundstücksbewertung auch solare Erträge ermitteln. Mit der KI keeValue lässt sich neben der Kostenschätzung auch die Ökobilanz errechnen. In Dänemark müssen zum Zeitpunkt des Bauantrags nicht nur die Kosten abgebildet werden, sondern auch die Umweltauswirkungen. Ich halte das für eine wertvolle Entwicklung, jederzeit im Planungsprozess auskunftsfähig über die Kosten- und Umweltauswirkungen von Materialwahl und konstruktiven Entscheidungen zu sein.

Michael Schuster: In dieser Ausgabe der DBZ berichten wir ausführlich über den Balthasar Neumann Preis 2025 und dessen Preisträger, das Hobelwerk, Haus D in Winterthur von Pascal Flammer. Das ist ein herausragendes Beispiel für den Einsatz von kreislauffähigen Produkten. Welche KIs sind denn als nützliche Tools für zirkuläres Bauen bekannt?

Jan R. Krause: Revalu ist eine spezialisierte Plattform, die bei der Auswahl CO₂-armer Materialien helfen soll. Revalu connect+ ist ein cloudbasiertes, KI-gestütztes Tool, das Materialien anhand ihrer Umweltperformance klassifizieren und fragwürdige Angaben erkennen soll, die einer manuellen Prüfung bedürfen. Gleichzeitig schlägt die KI Alternativen vor, die auf den bisherigen Suchanfragen und Präferenzen basieren. Interessant ist auch die KI-Entwicklung von Concular, dem führenden Marktplatz für zirkuläres Bauen. Über sie kann das BIM-Modell automatisiert mit dem Materialfundus von Concular abgeglichen werden. So gibt es einen schnellen Match und die Suche ist erheblich abgekürzt.

Michael Schuster: Angesichts der Dynamik, die wir beim Thema KI erleben, ist es wichtig, sich zu schulen, um dran zu bleiben. Seit Februar verpflichtet auch der AI-Act Unternehmen, die KIs entwickeln oder damit umgehen, ihre Mitarbeiter zu schulen. Was bedeutet das für Architektur- und Ingenieurbüros?

Jan R. Krause: Der AI-Act ist ein umfassendes Regulierungsprogramm für KIs und dient dem Verbraucherschutz. Die Verordnung zielt darauf ab, die Grundrechte der EU-Bürger zu schützen, Rechtssicherheit zu schaffen und verbindliche Standards für den Betrieb von KI-Systemen festzulegen. Seit dem 2. Februar 2025 müssen Anbieter und Betreiber von KI-Systemen sicherstellen, dass alle beteiligten Personen über die notwendige KI-Kompetenz verfügen. Die Unternehmen sollen „nach besten Kräften sicherstellen“, dass ihre Mitarbeiter „die Fähigkeiten, die Kenntnisse und das Verständnis“ besitzen, um KI-Systeme sachkundig einzusetzen. Konkret heißt es, sie sollen sich „der Chancen, Risiken und möglicher Schäden“ bewusst sein, die KI-Anwendungen bergen können.

Michael Schuster: Was also müssen Büroinhaber jetzt tun?

Jan R. Krause: Um die KI-Kompetenz im Unternehmen gezielt zu fördern, können folgende Schritte gegangen werden. Erstens: Einführung verbindlicher Regeln und Standards zum verantwortungsvollen Einsatz von KIs. Zweitens: Regelmäßige Weiterbildung, idealerweise anhand realer Beispiele aus dem eigenen Büro. Drittens: Miteinander und voneinander lernen, auch abteilungsübergreifend. Erst im interdisziplinären Austausch entsteht ein ganzheitliches Bewusstsein für Künstliche Intelligenz. Ein nationales Durchführungsgesetz für die Schulungspflicht und eine offizielle Aufsichtsbehörde gibt es bisher zwar nicht. Aber eine mangelnde Qualifizierung kann rechtliche Folgen haben. Bei Architekten und Ingenieuren geht es u. a. um Urheberrecht, Ethik, sensible personenbezogene Daten oder Kundendaten. Fehlen den Mitarbeitern die KI-Kompetenzen, könnte das als Verletzung der allgemeinen Sorgfaltspflicht gewertet werden, wodurch sich im schlimmsten Fall Schadenersatzforderungen ergeben könnten.

Michael Schuster: Ich denke, das ist ein Thema für die Fortbildungsakademien der Länderkammern. Wo kann man sich sonst noch umfassend über KI informieren?

Jan R. Krause: Es gibt zwei große KI-Konferenzen in Deutschland für die Architektur und Baubranche. Am 3. und 4. April veranstaltet der Masterstudiengang Architektur Media Management an der Hochschule Bochum das 18. AMM-Symposium zum Thema „Künstliche Intelligenz in Architektur und Kommunikation“ u. a. mit Praxisberichten über den KI-Einsatz aus den Büros von Zaha Hadid, MVRDV und Henning Larsen. Die zweite große KI-Konferenz findet am 12. und 13. November in München statt, veranstaltet von der DBZ. Beide Konferenzen bieten die Möglichkeit, in Workshops auch KI-Tools selbst anzuwenden. Es werden keine reinen Frontalveranstaltungen sein, wo man sich nur anguckt, was die anderen machen, sondern es gibt die Möglichkeit zu experimentieren, Sicherheit zu gewinnen, persönliche Fragen zu stellen und klare Ziele zu formulieren.

Michael Schuster: Da gibt es sicher viele weitere Innovationen zu entdecken. Auch wir blicken in unserem nächsten Gespräch auf neue Entwicklungen: Dann geht es um spezifische Tools für das Bauen im Bestand.

Termine

18. AMM-Symposium „Künstliche Intelligenz in Architektur und Kommunikation“ am 3. und 4. April 2025

Programm und Anmeldung: www.hochschule-bochum.de/architektur-media-management/18-amm-symposium

Vormerken: KI-Konferenz der DBZ am 12. und 13. ­November 2025 in München