Baubetrieb und Bauwirtschaft

AR-AQ-BAU

Einsatz von Augmented Reality zur Abnahme und Qualitätssicherung auf Baustellen

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung eines baustellentauglichen Augmented-Reality-(AR)-Systems inklusive eines Remote-Expert-System und eines BIM-Closed-Loop Datenübertragungssystem zur Verbesserung der Bauqualität, Gebäudesicherheit und Energieeffizienz sowie zur Effizienzsteigerung im Baucontrolling.

Ausgangssituation/Motivation

Die Bauwirtschaft gehört bis dato zu den am wenigsten von der Digitalisierung erfassten Wirtschaftszweigen. Derzeit erfolgen die Baufortschrittsermittlung, die Funktionsüberprüfung und die Bestandsaufnahme meistens noch immer händisch. Als spezieller Fall ist die Haustechnik (HKLS) im Bauwerk zu sehen; sie wurde immer komplexer und ist für bis zu 35% der Baukosten verantwortlich. Das AR-AQ-Bau Projekt fokussiert sich daher auf die Abnahme und Fernunterstützung von HKLS-Systemen mit Hilfe von Augmented Reality.

 

 

Zwei Beispiele für die komplexe Haustechnik aus Pilotprojekten in BIM

Inhalte und Zielsetzungen

Das AR-AQ-Bau Projekt entwickelt ein fortschrittliches AR-System für die Abnahme von HKLS-Systemen im Bereich der Haustechnik. Ausgangsbasis ist das BIM-Modell; alle Informationen des BIM-Modells sollen für sämtliche am Bau Beteiligten zur Verfügung stehen und erstmalig in einem closed-loop-Ansatz durchgehend aktuell gehalten werden. Durch diese sog. „closed-loop-Datenkommunikation“ können auf der Baustelle Baufortschritte und Bestandsaufnahmen im AR-Modell gekennzeichnet und damit aktuell gehalten werden. Das Projekt fokussiert dabei auf Interaktionsmöglichkeiten, um Kommentare, Bilder, Wärmebildaufnahmen sowie neue Bauteilinformationen ins AR-Modell zu übertragen und dann ins BIM-Modell zurückzuspielen („closed-loop“). Dadurch sind diese Informationen für alle am Bau Beteiligten jederzeit verfügbar. Die Wärmebildkamera ermöglicht die Funktionskontrolle und die Erkennung von Wärmeverlusten im Haustechniksystem. Mit einem Remote-Expert-System können externe Experter_innen zur Unterstützung der Ausführungskontrolle zugeschalten werden. Diese sehen das gleiche AR-Modell und können in dieses AR-Modell Anweisungen an die Personen vor Ort einfügen. Diese Funktionen führen zur Qualitätssteigerung der fertiggestellten Bauwerke, da manche Fehler so überhaupt erst entdeckt werden. Eine weitere Herausforderung im Projekt stellt die zuverlässige Verankerung der AR-Modelle im Baustellenumfeld. Die derzeit vorhandenen Trackingsysteme kommen mit den schwierigen Verhältnissen auf Baustellen nicht zurecht und müssen daher entsprechend angepasst werden.

Kollision AR-Model bei einer Sanierungsbaustelle
Daqri Smart Glasses

Methodische Vorgehensweise

Im ersten Schritt wird eine Anwendungs- und Anforderungsanalyse von Augmented Reality in den Phasen Planen, Bauen und Betreiben durchgeführt – mit dem Schwerpunkt in der Phase Bauen. Anschließend werden mit Hilfe von Experten die notwendigen Anforderungen an Werkzeuge, Tracking, Layouts und Workflows für die HKLS-Abnahme bzw. für das Remote-Expert-System ermittelt und versucht in das AR-Qualitätssicherungstool zu implementieren. Sämtliche Entwicklung (u.a. Datenaustausch, Tracking, Remote-Expert-System, Layouts) werden praxisnah auf renommierten Bauvorhaben (u.a. Future Art Lab und Universitätsklinikum St. Pölten) von der ÖBA getestet. Dabei wird unter anderem die Baustellentauglichkeit, die Genauigkeit des Trackingsystems, die Einrichtungsdauer des AR-Modells, die Veränderung der Dokumentation, die Nutzerzufriedenheit, eine mögliche Steigerung der Qualität und der Energieeffizienz von Gebäuden auf der Baustelle evaluiert. Das Projekt vereint Forschungsexpertisen aus Baubetrieb, AR, BIM-Modelling sowie internationale Ingenieurserfahrung.

Expertenbereiche und Aufgaben des interdisziplinären Forschungsteams

Erwartete Ergebnisse

Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Entwicklung und gleichzeitige Evaluierung eines baustellentauglichen Augmented-Reality-(AR)-Systems inklusive eines Remote-Expert-System und eines BIM-Closed-Loop Datenübertragungssystem zur Verbesserung der Bauqualität, Gebäudesicherheit und Energieeffizienz sowie zur Effizienzsteigerung im Baucontrolling. Das Potential und die Anforderungen an AR in den Phasen Bauen und Betreiben soll dabei ermittelt werden.

Ansprechperson

Dipl.-Ing. Harald Urban (BM)
Emailharald.urban(at)tuwien.ac.at

TU Wien, IBPM
Karlsplatz 13/234-1
1040 Wien, Österreich

 

 

Projektleitung

DI Harald Urban (BM)
DI Dr. Christian Schranz, MSc

Technische Universität Wien
Institut für Interdisziplinäres Bauprozessmanagement
Forschungsbereich Baubetrieb und Bauverfahrenstechnik

Projektpartner

FCP Fritsch, Chiari & Partner ZT GmbH

TU Wien, IMS
Institute of Visual Computing and Human-Centered Technology
Arbeitsgruppe für Interactive Media Systems

Daqri Holographics GmbH & Co KG

ARIOT OG