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Bauen digital: Drohnen auf der Baustelle

April 14, 2022

Ein Bauprojekt zu planen, kann schwierig sein, da die Zeitvorgaben fast immer auf Vermutungen beruhen. Aus diesem Grund und auch aus der Angst heraus, einen Fehler zu machen, bitten viele Bauleiter die Auftragnehmer, sich schon im Voraus auf der Baustelle einzufinden. Meist handelt es sich um ein paar Tage, doch das Ergebnis sind teure Ausfallzeiten, die kleinere Unternehmen viel kosten können.

Genau hier können Drohnen in der Planungsphase helfen. Eine Drohne kann eine Baustelle in wenigen Minuten umfliegen und dem Unternehmen detaillierte Informationen über den aktuellen Stand des Projekts liefern. Das bedeutet, dass das Unternehmen sein Team und seine Maschinen erst dann losschickt, wenn die Baustelle betriebsbereit ist.

Dies ist nur ein Beispiel dafür, wie Drohnen die Arbeit von Bauunternehmen erleichtern können. Drohnen werden weltweit bereits in zwei von drei Bauprojekten eingesetzt.

Sehen wir uns fünf Einsatzmöglichkeiten von Drohnen im Baugewerbe, ihre statistischen Daten und Beispiele aus der Praxis an.x

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Baudrohnen: eine kurze Einführung

Drohnen können schwer zugängliche oder gefährliche Stellen erreichen und Vermessungen über große Entfernungen durchführen. Sie machen die Bauarbeiten sicherer und effizienter. Das funktioniert folgendermaßen:

Ein Drohnenoperator entwirft eine Drohnenroute. Die Drohne fliegt über die Baustelle und nimmt Bilder aus verschiedenen Blickwinkeln auf. Jedes Bild wird mit Koordinaten verknüpft. Auf Grundlage dieser Bilder erstellt die Photogrammetrie-Software 2D- und 3D-Karten mit Informationen zur Geolokalisierung.

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Einsatzmöglichkeit 1: Drohnen im Bauwesen zur Sicherheit

Vor jeder wichtigen Etappe überprüft man die Baustelle auf mögliche Gefahren. So wird zum Beispiel manchmal in extremer Höhe oder in gefährlichen Umgebungen gearbeitet. Neben Gesundheitsrisiken können Bauprojekte auch hohe medizinische Kosten und Gerichtskosten verursachen.

Laut DroneDeploy können Drohnen die Sicherheit auf einer Baustelle um 55 % erhöhen, da Ingenieure gefährliche Bereiche nicht betreten müssen, um Inspektionen durchzuführen. Drohneninspektionen dauern nur Stunden statt Wochen, was ein weiterer Vorteil ist. Letztlich machen Drohnen Inspektionen sicherer, schneller und kostengünstiger.

Beispiel aus der Praxis: Inspektion von Baustellen

Das Frankfurter Unternehmen ABGnova befliegt Baustellen um den Baufortschritt zu prüfen und zu dokumentieren. Um das Sicherheitsrisiko in der Luft zu minimieren setzt ABGnova auf den UTM-Service von Droniq. Mit dieser Lösung konnten innerhalb von nur zwei Nachmittagen zwölf Dächer per Drohne beflogen werden. Ohne Drohnen hätten zwei Mitarbeiter dafür drei Tage gebraucht. Darüber hinaus macht es das Drohnenbefliegen der ABGnova auch möglich, neue technische Anwendungen einzusetzen. Beispielsweise werden hunderte Fotos von Immobilien gemacht. Aus diesen wird eine 3D-Punktwolke erstellt. Aufgrund dieser Daten können dann Potenziale von Photovoltaik-Anlagen analysiert werden.

Vorteile auf einen Blick

  • Verbesserte Sicherheit auf der Baustelle 
  • Geringere Kosten pro Inspektion 
  • Höhere Effizienz der Inspektion
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Überlegen Sie sich, eine drohnengestützte Lösung zu entwickeln? Nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit und lesen Sie, wie wir SkyFutures bei der Entwicklung einer Lösung für drohnenbasierte Inspektionen geholfen haben, die mit einem Silver Stevie® Award als Innovation des Jahres ausgezeichnet wurde.

Einsatzmöglichkeit 2: Drohnen im Baugewerbe zur Vermessung

Vermessungen sind ein wichtiger Bestandteil fast aller Bauprojekte. Sie ermöglichen es den Unternehmen, die Umsetzbarkeit des Projekts zu ermitteln, schaffen die Grundlage für einen genauen Entwurf und lokalisieren die Besonderheiten des Projekts.

Traditionell führen Bautrupps die Messungen manuell durch und erstellen dann auf Grundlage der erfassten Daten ein Luftbild oder ein 3D-Modell der Baustelle. Dieser Ansatz bedeutet, dass die Bautrupps oft weite Strecken zurücklegen und Umwege in Kauf nehmen müssen. Je nach Größe der Baustelle kann die Datenerfassung Tage dauern.

Drohnen können bei dieser Aufgabe hervorragend unterstützen. Sie überfliegen das Gebiet und nehmen Hunderte von Bildern auf. Was Menschen in Stunden schaffen, schaffen Drohnen in Minuten.

Beispiel aus der Praxis: Beschleunigung von Vermessungsarbeiten

Die präzise Erfassung großer Flächen oder komplexer Projekte mit klassischen Vermessungsmethoden wie Tachymeter oder GNSS erfordert große Punktmengen, somit hohen Zeitaufwand und die Mitarbeiter sind oft Gefahren ausgesetzt. Bei größeren und auch schwer zugänglichen Dachflächen wird die Inspektion schnell zu einem zeit- und kostenintensiven Unterfangen. Mit modernen Drohnen und entsprechenden Kameras optimiert die LOGXON GmbH die Darstellung, Inspektion und Dokumentation von Dächern. Neben der Datenaufzeichnung bietet das Unternehmen auch die Möglichkeit der Livebildübertragung, um Inspektionen in Echtzeit durchführen zu können. Durch den Drohneneinsatz lässt sich der Zeit- und Kostenaufwand deutlich reduzieren, zudem lässt sich die Vermessung beliebig oft zur Aktualisierung der Dokumentation wiederholen.

Vorteile auf einen Blick

  • Schnelle Messwerterfassung
  • Schnelle Vorbereitung der Geländeanalyse

Einsatzmöglichkeit 3: Baudrohnen zur Vermessung schwer zugänglicher Orte

Bei manchen Projekten müssen Bauunternehmen Daten an einem abgelegenen oder schwer zugänglichen Ort sammeln. Dies kann mit einem herkömmlichen Ansatz zu lange dauern und den Beginn der Arbeiten hinauszögern.

Mit Drohnen lassen sich Vermessungsarbeiten viel schneller erledigen. In manchen Fällen ist der Einsatz von Drohnen die einzige Möglichkeit, die Aufgabe zu bewältigen, da sie fast überall starten und fliegen können.

Beispiel aus der Praxis: Vermessung schwer zugänglicher Gebiete

Die Aero Enterprise GmbH aus Linz, Österreich befliegt mit ihren schweren und besonders windstabilen Hubschrauber-Drohnen On- und Offshore-Windkraftanlagen sowie Industrieanlagen wie Staudämme, Brücken, Schornsteine oder Kühltürme.

„Wir untersuchen mit der Unterstützung von Flugrobotern in erster Linie On- und Offshore-Windkraftanlagen auf mögliche Schäden. Die erfassten Bilddaten werden auf Anomalien untersucht“, erklärt Gründer und CEO Robert Hörmann. 

Die Flugroboter sind mit Kameras mit einer Auflösung von 42 Megapixeln ausgestattet. Erkannt werden damit auf Rotorblättern mit bis zu 2000 Quadratmetern Fläche Fehler von der Größe eines Fingernagels. Durch KI-Algorithmen können die Daten markiert, qualifiziert und klassifiziert werden. Die Aero-Flugroboter können gefährliche und zeitaufwendige Arbeit von Industriekletterern übernehmen – und dies ist nicht der einzige Vorteil.

Vorteile auf einen Blick

  • Automatisch generierte Reports in digitaler Form
  • Geringerer Personaleinsatz & kürzerer Anlagenstillstand
  • Senkung des Personalausfallrisikos

Einsatzmöglichkeit 4: Drohnen für ein effektives Management von Bauprojekten

Die Baustelle verändert sich ständig, wenn ein Bauprojekt voranschreitet. Die Verfolgung dieser Veränderungen mit herkömmlichen Methoden ist zeitaufwendig. Zu dem Zeitpunkt, an dem die Daten erfasst werden, sind sie bereits nicht mehr aktuell. Daher basiert die Projektplanung auf einer groben Schätzung.

Aus diesem Grund neigen Auftragnehmer dazu, die benötigte Zeit zu überschätzen bzw. zu unterschätzen, was häufig dazu führt, dass Fristen nicht eingehalten oder Ressourcen ineffizient genutzt werden.

Drohnen liefern Echtzeitinformationen über jeden Schritt des Bauprojekts. Anhand der Daten können Unternehmen ihre Arbeitsplanung optimieren, um Fristen einzuhalten und Stillstände von Teams und Geräten zu vermeiden.

Beispiel aus der Praxis: Planungsineffizienz steigern

Das europaweit tätige Unternehmen Goldbeck bezeichnet sich selbst eher als Technologie- als Bauunternehmen. Das Unternehmen verwendet Technologie dafür, effizienter und nachhaltiger zu werden – von der automatisierten Fertigung über den Einsatz von Drohnen, 3D-Scans und Virtual Reality bis zur digitalen Planung mittels Building Information Modeling Bodenmaterial. Goldbeck besitzt 7 Drohnen, 17 Mitarbeiter haben aktuell einen Drohnenführerschein. Der Kompetenznachweis, dass man die Fluggeräte fachgerecht steuern kann, ist seit Jahresbeginn 2021 EU-weit ein Muss.

„Seit gut zwei Jahren setzen wir Drohnen auf Baustellen ein. Etwa um Gelände topografisch zu vermessen oder mit einem Inspektionsflug zu prüfen, ob alle Arbeiten wie vorgesehen abgeschlossen wurden“, erzählt Jörg Renter, zuständig für 3-D-Realitätserfassung bei Goldbeck.

Darüber hinaus setzt Goldbeck auf das Verfahren „Cut and fill“: Bodenmaterial, das an der einen Stelle zu viel ist, kann an einer anderen Stelle eingesetzt werden. Um dabei Transporte zu minimieren, setzt das Unternehmen auf seinen Baustellen Drohnen mit Laserscannern ein. Sie fliegen das Grundstück ab und vermessen es detailliert. So erhält man eine fundierte Grundlage, um Erdmassen mit möglichst wenig Transportaufwand, Lärm und Emissionen ausgleichen und ebene Fundamente herstellen zu können.

Vorteile auf einen Blick

  • Reduzierte Ausfallzeiten 
  • Präzise Berechnung durch „Cut and fill“

Einsatzmöglichkeit 5: Baudrohnen zur Konfliktlösung

Konflikte im Bauwesen sind keine Seltenheit. Je komplexer ein Projekt ist, desto eher kommt es zu Missverständnissen zwischen Auftragnehmern und Auftraggebern. Der Gegenstand eines Streits kann von Materialien und zusätzlichen Arbeiten bis hin zu früher ausgeführten Arbeiten eines anderen Auftragnehmers reichen.

Durch den Einsatz einer Drohne zu Beginn des Projekts können die Mitarbeiter die Ausgangsbedingungen auf der Baustelle dokumentieren. Im Falle eines Streits können sie auf diese Daten zurückgreifen und ihre Position belegen.

Beispiel aus der Praxis: Drohnen zur Überprüfung von vorherigen Arbeiten

Das US-amerikanische Unternehmen Bogh Engineering setzt Drohnen zur Vermessung einer Baustelle ein, wenn es Arbeiten von anderen Auftragnehmern übernimmt. Damit wird sichergestellt, dass die Arbeit wie geplant ausgeführt worden ist. Auf diese Weise können sie Ausgaben vermeiden, die über den Vertragsumfang hinausgehen.

Bogh entdeckte einmal einen Fehler bei den Grabenarbeiten eines anderen Subunternehmers, indem er sich die Orthomosaik-Ansicht des letzten Drohnenflugs ansah. Das Unternehmen schickte dem Subunternehmer sofort einen Änderungsauftrag in Höhe von 400 US-Dollar mit der beigefügten Orthomosaik-Ansicht der Drohne als Beweis.

Bei einem anderen Projekt wurde die Arbeit eines anderen Subunternehmers um 15.000 Kubikmeter verfehlt. Die Drohnendaten ersparten Bogh 160.000 US-Dollar.

Vorteile auf einen Blick

  • Vermeidung teurer Nacharbeiten, die durch einen anderen Auftragnehmer verursacht wurden
  • Verhinderung von Reputationsrisiken
  • Vermeidung von Geldbußen

Rechtliche Aspekte von Drohneneinsatz im Bauwesen

Das Potential von Drohnen für das Baugewerbe ist hoch, entsprechend hoch sind auch die regulatorischen Anforderungen, die bei der Nutzung von Baudrohnen zu beachten sind. 2021 haben sich einige Dinge in Bezug auf den Betrieb von Drohnen in Deutschland und in der gesamten EU geändert. Die Mitgliedstaaten der Europäischen Agentur für Flugsicherheit EASA haben ein neues Regelwerk entwickelt. Die EU-Drohnenverordnung sorgt dafür, dass Regeln für Drohnenflüge innerhalb der EU und in Norwegen, Island, Liechtenstein, UK und in der Schweiz synchronisiert werden.

Hier ist eine Checkliste:
Haftpflichtversicherung. Wer eine Drohne steigen lässt, muss diese versichern. Aber nicht jede Haftpflichtversicherung zahlt im Schadensfall. Prüfen Sie darum vorher Ihren Vertrag.
Kennzeichen. Jede Drohne über 250 Gramm braucht eine feuerfeste Plakette mit Namen und Anschrift des Eigentümers.
Drohnenführerschein. Um eine Drohne gewerblich zu nutzen, braucht man einen Kenntnisnachweis.
Flugverbote. In der Regel darf man nur auf Sichtweite und nicht höher als 100 Meter fliegen. Ausnahmen können Sie bei den jeweiligen Städten oder Luftfahrtbehörden beantragen.

Schlusswort

Drohnen lassen sich in jeder Phase Ihres Baurojekts einsetzen, um den Betrieb zu optimieren, Kosten einzusparen und die Sicherheit zu erhöhen. In der Planungsphase unterstützen Drohnendaten die Erfassung des Terrains für die Erstellung von Plänen für die Baustelleneinrichtung. In Verbindung mit der BIM-Planung kann ein Geländemodell mit genauen Informationen über die Standortbedingungen erstellt werden. In der Bauphase erfasst man Echtzeitdaten, was die Kollaboration aller Baubeteiligten fördert und ermöglicht zum Beispiel die Überwachung des Baufortschritts. Lassen Sie sich von unseren Experten beraten, um den Sprung auf die digitale Baustelle zu schaffen.