Quo vadis Architektur?
KI und Architektur
von Joachim Goetz
Bauen und Architektur verändern sich dank Digitalisierung und Künstlicher Intelligenz rasant. Mit den Auswirkungen beschäftigen sich Architekturbüros, Fakultäten, Museen und die mcbw.
Wird auf unseren Baustellen zum Teil noch recht traditionell und handwerklich gearbeitet, fürchtet so manche:r Kreativschaffende in der Architektur die Runderneuerung des Bauens mittels moderner Techniken und ganz besonders den Einsatz Künstlicher Intelligenz (KI) im Bauwesen. Weil diese KI demnächst Gestalter:innen ersetzen, ja überflüssig machen könnte. In ihren schlimmsten Befürchtungen unterbreitet eine humanoide AI-Sophia (von Hanson Robotics) in Zusammenarbeit mit anderen KIs in kürzester Zeit und im Sekunden-Takt Vorschlag um Vorschlag, der vom intelligenten 3D-Drucker umgesetzt wird, sobald die Auftraggeber:innen eine Auswahl getroffen haben. Entwurf und das eigentliche Bauen wären in kürzester Zeit erledigt.
Science Fiction am Bau
Das ist (noch) Science-Fiction. Bis es so weit wäre, müssten noch tausende Hürden in vielerlei Hinsicht – technischer, rechtlicher, praktischer und bürokratischer Art – genommen werden. Sicher ist aber: KI wird auch die Architektur und das Bauen verändern.
Zwar ist davon noch wenig zu bemerken, aber Ansätze und Richtungen sind sichtbar. Es gibt Büros und Fakultäten, in denen schon eifrig experimentiert wird. Und Museen widmen sich schon länger der Kunst mit Künstlicher Intelligenz.
Aus den Museen
Das MAK (Museum für Angewandte Kunst) in Wien zeigte in seiner Ausstellung unter dem Titel „/imagine. Eine Reise in die neue Virtualität“ auch einen Überblick über Gestaltungsstrategien dieser epochalen „Neuen Virtualität“. Dort versammelten sich „spannende, teils neu produzierte Projekte internationaler zeitgenössischer Architekt:innen, Designer:innen und Künstler:innen, die sich auf unterschiedliche Weise mit den Herausforderungen und Potenzialen des virtuellen Raums und den damit verbundenen sozialen, ökologischen, politischen und infrastrukturellen Auswirkungen auseinandersetzen“.
Die Betrachter:innen wurden in fiktive Bild- und Traumwelten aus dem Sektor Architektur und Städteplanung entführt, die es so wohl nie geben wird. Alle Texte und Informationen zu den ausgestellten Arbeiten stehen auf der Projektwebsite zur Verfügung.
Zwar bieten diese KI-erzeugten Entwürfe – nicht nur, aber auch – viel Platz für realitätsferne Phantastereien, dennoch ermöglichte es die Schau, sich ein umfassendes Bild von KI in Kunst, Design und Architektur zu machen.
Aus den Hochschulen
An der Hochschule in Bochum ging man einen Schritt weiter ins Praktische. Dort wurde im Masterstudiengang Architektur Media Management (Prof. Jan R. Krause) nach dem Potenzial von KI für Architektur und Fassadenplanung geforscht. Aufgabe war, von einer Bild-KI mittels eines konzeptionellen Briefings einen Architekturentwurf erstellen zu lassen, ihn nachzuschärfen und ihn dann von einer Text-KI in drei Versionen beschreiben zu lassen: als Erläuterungsbericht, als professionelle Pressemitteilung, als Gedicht.
Die Ergebnisse können sich allesamt sehen lassen – aber auch mehr? Ein modernes Haus an der irischen Steilküste wird zum spektakulären Eyecatcher, auf den ein normales Architektenhirn wohl nicht kommen würde. Wie aber lässt sich das sinnvoll konstruieren, bauen, bewohnen? Steckt ein guter Grundriss hinter der außergewöhnlichen, ausgefallenen Fassade? Interessant in diesem Zusammenhang: Eine KI ist ja nur so gut wie die Daten, mit denen sie sich schult. Das bedeutet umgekehrt, dass diese formalen Eruptionen auch nur die Essenz bereits einmal von Menschen erdachter Fantasien sind.
Beeindruckend, sicher. Aber auch praktikabel? Ein identisch gepromptetes Hochhaus ließ die KI – auch hier wurde wie im Kommunikations- und Fotodesign Midjourney verwendet – in Dubai völlig anders aussehen als in den USA: Rundlich monumental mit Sockel aus Solaranlagen versus traditionell rechteckig – und mit begrünten Fassaden. Gegensätzlicher geht es kaum. Fürs Headquarter eines Leuchtenherstellers schuf die KI spektakulär über fantasievoll geformte Fensterflächen illuminierte Nachtdarstellungen – und damit gleich noch Inspirationen für das moderne Firmen-Marketing – oder wenn man so will: das Corporate Design.
Aus den Architekturbüros
Auch einige praktizierende Architekten beschäftigen sich schon mit KI und fragen dabei, wozu KI in der Architektur eigentlich zu gebrauchen sein könnte.
So illustrierte etwa das Büro HENN auf einer gut besuchten Veranstaltung während der letzten munich creative business week (mcbw), was man mit den neuen Tools, außer Bildern, noch machen kann. Und das ist, die Kommunikation mit Kund:innen zu verbessern. Denn eines der größten Probleme der Architekt:innen lautet: Wie schaffe ich es, den Laien und Bauherr:innen die dreidimensionalen Ideen (die bei den Architekt:innen ziemlich reale Vorstellungen hervorrufen, aber bei manchen Entscheider:innen den Eindruck von Luftschlössern erwecken) hautnah und anschaulich nahezubringen.
Dazu dienen, so die Referent:innen Worte und Bilder, also genau das, womit auch künstliche Intelligenzen wie die sogenannten Wort-zu-Bild KIs, etwa Dall E, Midjourney, Dream Studio, Canva, Mindverse oder Neuroflash ihr Werk verrichten. Prompt Manager:in oder Prompt Engineer wird zum neuen Berufsbild. Er oder sie brieft die Maschine mit exakten kurzen Beschreibungen. Je erfahrener diese:r Prompter:in ist, je präziser und klarer er/sie Wünsche äußert, desto besser werden die Ergebnisse.
Die Aufzeichnung einer thematisch ähnlich gelagerten Veranstaltung von HENN ist hier verfügbar.
KI auf der mcbw
Das Büro HENN ließ etwa einen bestehenden Innenraum zur Nachnutzung bearbeiten. Gewünscht wurden Vorschläge für unterschiedliche neue Funktionen desselben. Man wollte etwa „unter der Kugel essen können“, „ein lebhaftes Kulturforum“ oder einen „Innenraum: urban, grün, lebhaft“ schaffen lassen.
Mit den Ergebnissen war man mit Ausnahme des urbanen Innenraums nicht so recht zufrieden, wobei die Initiator:innen großen Wert auf die Feststellung legten, dass es sich bei ihren Erläuterungen um einen Zwischenbericht handelt. Aber man hat schon mal die Probleme des KI-Einsatzes für den Entwurf fest gemacht: Generative KI interpretiert nicht was zu sehen ist, sondern basiert auf Mustern. Sie macht keine präzisen Aussagen, ihre Abstraktionsfähigkeit ist begrenzt. Sie versteht zudem keine Nuancen und nimmt Dinge sehr wörtlich.
Was die Maschine nicht davon abhielt, im Zuge ihrer rasanten Kreation von Alternativen die ursprüngliche Raumgestalt einfach zu vergessen – und (nach unergründlichen, eigenen Vorstellungen) neu zu modellieren.
Das erinnert an Schüler:innen, die eine fremde Sprache schon gut beherrschen – und dann alle Vokabeln wieder vergessen oder verwechseln. Das ist besonders ärgerlich, weil es in diesem Fall ja um die Erhaltung der bestehenden Gebäudeform ging – ein unerschütterliches Element des entstehenden Entwurfs.
Offensichtlich ist die KI (noch) nicht in der Lage, Wesentliches von Unwichtigem zu unterscheiden. Und sie ist – viel schlimmer – vergesslicher als mancher Mensch. Zudem hat man bei Henn die Arbeit mit der Maschine – dort wurde Midjourney benutzt – schon bald als ermüdend empfunden. Wozu also das Ganze? fragt man sich.
KI als Tool der architektonischen Kommunikation
Die Antwort ist einfacher als man glaubt. Hört man sich unter gut beauftragten Architekt:innen um, so erfährt man immer wieder, dass man Bauherr:innen, Auftraggeber:innen nicht mehr so einfach mit den inzwischen weit verbreiteten Renderings beeindrucken kann. Was vielleicht auch dran liegt, dass diese traumhaften zweidimensionalen Illusionen etwas vorgaukeln, was in der späteren, fertig gebauten Realität oft nicht so richtig eingehalten wird. Sprich: Renderings enttäuschen mitunter die Erwartungen.
Andere berichten, dass man als Architekt:in sein Gegenüber heute oft wieder viel klarer mit direkt während einer Besprechung erstellten Skizzen überzeugen und beeindrucken kann. Also mit einer Rolle Skizzierpapier und dem althergebrachten, teils als antiquiert belächelten sogenannten 6B, einem weichen Graphit-Bleistift. In diesem Umfeld, so Andreas Fuchs vom Büro Henn, könnte die eingesetzte KI eine Rolle als neues Informationstool erhalten, weil es so eben möglich ist, in Sekundenschnelle aus den wörtlich geäußerten Wünschen der Kund:innen ein räumlich wirksames Bild herbeizuzaubern. Aber dazu muss das Ganze noch besser werden.
Andere Einsatzmöglichkeiten ließen sich auf der mcbw-Veranstaltung der DesignWerkschau mit dem Titel „ZukunftsWerkschau | XR.Factor#3“ ebenfalls anschaulich nachvollziehen. So zeigte etwa Sandor Horvath, Experte für Industrial Metaverse, Web 3.0, BIM und XR (extended reality), eine neuentwickelte XR-Brille plus Controller. Mit diesen Geräten lassen sich Ein- und Umgestaltungen in bestehende Räume virtuell einzeichnen. Man kann etwa eine Galerie – freilich nur mit virtuellen Linien und Schraffuren – in die bestehende Substanz integrieren. So ist nicht nur die eigene Idee gut zu überprüfen, sondern auch die Kommunikation mit Kund:innen zu verbessern. Man kann diesen sozusagen im „Metaverse“ zeigen, wie es nach dem Bauen dann mal aussehen wird.
Schaut man sich all diese Experimente an, ist die Entwurfsarbeit der Architekt:innen vorerst wohl nicht in Gefahr. KI kann im Prozess als Werkzeug dienen, aber (bislang noch) keine richtigen, gültigen, guten Entscheidungen treffen. Manche sprechen der KI auch das Raumgefühl ab, das gute Architektur eigentlich auszeichnen sollte. Das heißt, dass sich diesbezüglich die Fantasiebegabten Architekt:innen weiterhin selber bemühen dürfen, sollten und müssen.
Praktikable Tools für die Baupraxis
Auf anderen architektonischen und architekturnahen Gebieten, bei denen nicht so sehr die kreative Entscheidungsfähigkeit gefragt ist, sieht es jedoch schon ganz anders aus.
Baufirmen, die oft schwer erreichbar sind, empfehlen sich Chatbots, die rund um die Uhr mit Kund:innen kommunizieren können und so die Servicequalität verbessern. Sie können vielleicht sogar Kund:innen gewinnen oder jene halten, die sich wegen Unsicherheit nach einer Alternative umschauen würden. Chatbots (wie etwa der von majaAI für die Baubranche entwickelte) können Anfragen entgegennehmen und sogar erste wichtige Schritte einleiten.
Auch bei der Digitalisierung der Büroarbeit, etwa der Rechnungsstellung und der Verbuchung von Eingangs- und Ausgangsbelegen, kann KI unterstützen. Konsequent durchgeführt spart das Zeit, minimiert Aufwand und Kosten und sorgt für Ordnung. Durchs ständige Dazulernen erkennt die Maschine etwa schnell Lieferant:innen oder Kontonummern selbsttätig. Und erledigt das zu Erledigende ohne menschliche Hilfe.
Interessant ist auch die Kombination von KI und BIM – Building Information Modeling. BIM ist eine Arbeitsmethode für die Vernetzung von Planung, Bau und Bewirtschaftung von Bauwerken, angelegt auf deren gesamte Lebensdauer. Um den sogenannten digitalen Zwilling zu erstellen, werden alle relevanten Bauwerksdaten digital modelliert, kombiniert und erfasst. Jede Änderung überträgt sich dann automatisch auf das Gesamtmodell, prüft Kollisionen und ist allen Beteiligten zugänglich. Der fortschrittliche digitale Prozess sammelt sämtliche für die Verwaltung des gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks erforderlichen Informationen in einem einzigen Modell.
Spezialist auf diesem Gebiet ist etwa Schnitzer&, das Graphisoft Center für München, Ober‑, Nord- und Ostbayern. Schnitzer& verfügt über jahrzehntelange Erfahrung und Wissen rund um Archicad, BIMcloud, Solibri und weitere BIM-Lösungen.
Beim Neubau setzen sich diese Methoden immer mehr durch. Bei der Umplanung von Bestandsgebäuden stieß die Nutzung von BIM jedoch fürs Erste an Grenzen, da man zuerst einmal die Bestandsdaten der Bauten erheben muss. Wer macht das? Wie fehlerhaft ist so etwas?
Auch hier bieten sich inzwischen Lösungen mit KI an. Roboter sind in der Bauindustrie schon lange im Einsatz. Man kennt sie bei der Montage von Holzständer- und Fachwerk-Konstruktionen sowie Schalelementen, oder auch bei der Produktion von Betonfertigteilen. Auch auf Baustellen werden sie nun eingesetzt, etwa fürs Aufmaß. Mauer‑, Schweiß- und Bohrroboter oder als 3D-Drucker setzen die in den BIM- oder CAD-Modellen eingespeisten Daten ruckzuck ins Dreidimensionale um. Europas größtes gedrucktes Gebäude entsteht gerade in Heidelberg, der Bauvorgang dauert genau 140 Stunden. Ist das die Zukunft der Architektur?
Auch smarte Bauroboter gibt es, die Vermessungen in harmonischer Zusammenarbeit mit einer Drohne (BLK2FLY) autark ausführen können – sogar in schwierigen Situationen. Der Laufroboter BLK ARC von Leica Geosystems kann Treppen steigen und sich aufstellen. Seine hundeähnliche animalische Gestalt dürfte nicht gerade zum Abbau von Befürchtungen gegenüber den Gefahren der KI beitragen. Aber das ist ein anderer Schauplatz.
Zur Bauüberwachung und Vermessung kann auch der Robo Spot von Boston Dynamics eingesetzt werden. Der schafft auf vier Beinen ohne festes Schuhwerk sogar unwegsames Gelände – also Matsch in Kiesgrube – und tritt gerne vielseitig, etwa mit 3D-Laserscanner und einem Greifarm in Aktion. Das KI-basierte Videosystem Aviotech (Bosch) erkennt Flammen und Rauch und alarmiert dann die Zentrale. Und über einem Baugrundstück fliegende Drohnen können zu mehr Sicherheit auf unfallgefährdeten Baustellen beitragen. Sie erkennen beispielsweise, wenn jemand keinen Helm trägt. Nicht erkennen kann die KI, ob mit dem Absetzen des Bauhelms übergeordnete Ziele verfolgt wurden, etwa die Vermeidung eines Hitzschlags. Die Maschine schlägt einfach Alarm.
Auch für städtebauliche Entwürfe und bei Fragen zum Baurecht lässt sich KI gewinnbringend einsetzen. Die von den Münchner Brückner Architekten mitentwickelte Software Propertymax hilft dabei, maximales Baurecht für ein Grundstück auszuschöpfen – und zwar ohne spätere genehmigungsrechtliche Tricksereien. Für ein ausgewähltes Beispiel-Areal hat die KI tausende baurechtlich erlaubte Bebauungsvarianten erstellt und auf Lärm und Belichtung hin bewertet. So konnten – Angaben zufolge – gegenüber traditionellen Architekt:innen-Methoden über 40 Prozent mehr Geschossfläche ausgewiesen werden. Die Immobilienbranche dürfte über so ein Tool hoch erfreut sein. Auch da, wo man es zunächst nicht vermuten würde, brilliert KI. So können in konstruktiven Design-Prozessen mit Hilfe von speziellen KIs teils deutlich stabilere und dabei auch noch materialsparende Versionen entwickelt werden.
Auch interessant ist Eskimo, ein Forschungsprojekt zur Qualitätssicherung. Die KI entdeckt zum Beispiel Beschädigungen, Verfärbungen, falsch eingebaute oder gar fehlende Bauteile. Auch Lagerplätze und Anlieferwege können optimal aufeinander abgestimmt werden. Das bedeutet nicht zuletzt, dass Abläufe auf Baustellen reibungslos und ohne gegenseitige Störungen verschiedener Gewerke koordiniert werden können. Dabei hilft dann auch ein Tool für die Risikovorhersage, denn trotz bester Vorausplanungen sind Verzögerungen durch Unfälle und Ähnliches oft nicht zu verhindern.
Ebenso bemerkenswert: Eine kaufmännische Qualitätssicherung wie etwa die schweizerische KI Keevalue könnte dafür sorgen, dass drohende Kostenexplosionen – eigentlich fast der Normalfall bei größeren Bauvorhaben – wenn nicht verhindert so doch frühzeitig erkannt werden können, um dann gegenzusteuern.
Zusammengenommen ergibt sich folgendes Bild zeitgemäßer Digitalisierung in Architektur und Bauwesen: Zahlreiche hervorragende Einzelinitiativen warten darauf, in bestehende Systeme integriert zu werden. KI kann einen bedeutenden Anteil an der Modernisierung der Branche leisten, wird aber so schnell die Entscheider:in Mensch nicht ersetzen können.
Zitierempfehlung: Joachim Goetz (24.11.2023): Designprozesse einer neuen Materialkultur. Rückblick auf die Ausstellung Material+ https://bayern-design.de/beitrag/quo-vadis-architektur/

Der Autor Joachim Goetz studierte Architektur in München und Denver/Colorado mit Fächern wie Kunst- und Bauhistorie, Skulptur, Fotografie, Aquarell, Landschafts- und Produktgestaltung. Er arbeitete in Architekturbüros u. a. bei GMP, gewann Wettbewerbe mit Josef Götz und baute ein Haus mit Thomas Rössel und Heinz Franke. Seit 1990 ist er hauptberuflich als Autor tätig, war Redakteur bei Baumeister und WohnDesign. Publikationen erfolgten in nationalen und internationalen Tages‑, Publikums‑, Kunst- und Design-Zeitschriften wie SZ, Madame, AIT, Münchner Feuilleton, AZ oder Design Report. Interviews entstanden – etwa mit Ettore Sottsass, Günter Behnisch, Alessandro Mendini, Zaha Hadid, James Dyson, Jenny Holzer, Walter Niedermayr oder Daniel Libeskind. Zudem arbeitete er für Unternehmen wie Siedle, Phoenix Design, Hyve. Für Sedus wirkte er mitverantwortlich an der ersten digitalen Architekturzeitschrift a‑matter.com (1999–2004) sowie an der Kompetenzzeitschrift „Place2.5“ (2011–2014) mit. Für bayern design und die MCBW ist er immer wieder als Autor tätig. Seine Arbeit wurde von der Bundesarchitektenkammer mit einem Medienpreis für Architektur und Stadtplanung ausgezeichnet. Außerdem berät J. Goetz auch kleinere Unternehmen engagiert in speziellen Design‑, Marketing- und ausgefallenen Fragen.