KI in der Forschung
Michael Schuster: Passend zu unserem Heftthema Forschungsbauten in der DBZ 3 | 2026 sprechen wir heute über Künstliche Intelligenz in der Forschung von Architektur und Bauingenieurwesen. Zum Einstieg eine grundlegende Frage: Seit wann spielt KI in diesen Forschungsfeldern eine relevante Rolle?
Jan R. Krause: In der breiten Praxis verbinden viele den Beginn von KI mit November 2022, dem Monat, in dem ChatGPT öffentlich zugänglich wurde. Das ist erst dreieinhalb Jahre her, aber in der Forschung wird schon deutlich länger mit KI gearbeitet, seit etwa zehn bis fünfzehn Jahren. Richtig relevant wurde KI allerdings mit der Verfügbarkeit großer Datenmengen, leistungsfähiger Rechenressourcen und frei zugänglicher LLMs – dieser Schub ist seit Ende 2022 deutlich spürbar.
Michael Schuster: KI-Systeme wie ChatGPT gelten als fehleranfällig. Wie gehen wir damit sinnvoll um? Wie stellen wir sicher, dass Forschung auf einer verlässlichen Datenbasis beruht?
Jan R. Krause: Ich sehe drei wesentliche Herausforderungen. Erstens: die Qualität der Datenbasis. Wir müssen wissen, woher Daten stammen, wie sie gepflegt wurden und welche Lücken sie haben. Schlechte oder einseitige Daten führen zu falschen Schlussfolgerungen. In der KI sprechen wir hier vom Bias – also von systematischen Verzerrungen, etwa wenn Modelle nur mit Daten aus bestimmten Ländern, Normensystemen oder kulturellen Kontexten trainiert wurden. Zweitens: Fehlinterpretationen und Halluzinationen. KI weiß nichts, sie erkennt Muster. Sie formuliert ihre Ergebnisse aber oft sehr überzeugend – was verführerisch sein kann. Deshalb sind Plausibilitätsprüfungen und kritische Einordnung unerlässlich. Und drittens – ein ganz wichtiger Punkt im Forschungskontext – die Reproduzierbarkeit. Wenn ich dieselbe Frage mehrfach stelle, erhalte ich von KIs unterschiedliche Antworten. Das widerspricht dem klassischen wissenschaftlichen Anspruch auf Wiederholbarkeit. Hier liegt eine große methodische Herausforderung für den Einsatz von KI in der Forschung.
Michael Schuster: Gibt es aktuelle internationale Studien, die einen guten Überblick zum KI-Einsatz in Architektur und Bauingenieurwesen geben?
Jan R. Krause: Eine aufschlussreiche Studie aus dem Jahr 2025 stammt vom international tätigen Ingenieurbüro Arup: „Embracing AI: reshaping today’s cities and built environment“. Weltweit wurden rund 5 000 Akteure befragt. Ziel war es, herauszufinden, wie häufig Fachleute KI nutzen, wofür sie sie einsetzen und was sie über mögliche zukünftige Anwendungen der Technologie im Bausektor denken. „Fast zwei Drittel sehen KI eher als Chance als Bedrohung. Und viele glauben, dass sie einen enormen Einfluss auf die Branche haben wird – von der Unterstützung bei der Einhaltung von Zeitplänen und Budgetvorgaben bis hin zur Verbesserung der Entscheidungsfindung“, erklärt Will Cavendish, Global Digital Services Leader bei Arup. Besonders interessant ist der internationale Vergleich: In Deutschland nutzen in der Fachwelt nur 27 Prozent der Befragten KI täglich – das ist der niedrigste Wert. Spitzenreiter ist Nigeria mit 46 Prozent, gefolgt von den USA und Brasilien.
Michael Schuster: Nigeria überrascht. Wie erklärst Du Dir das?
Jan R. Krause: Möglicherweise gibt es dort eine größere Unbefangenheit gegenüber neuen Technologien und ein starkes Interesse an KI als Beschleuniger für Know-how-Transfer. In Deutschland sind wir gründlich und vorsichtig – gerade bei Datenschutz und Urheberrecht. Das ist grundsätzlich positiv, macht uns aber langsamer. Gleichzeitig zeigen 81 Prozent der deutschen Befragten eine große Offenheit gegenüber KI und sehen Potenzial für Effizienzsteigerung und Dekarbonisierung.
Michael Schuster: Gibt es weitere überraschende Erkenntnisse aus dieser Studie?
Jan R. Krause: Weltweit scheint es ein Bewusstsein für ethische Standards zu geben. Mit Blick auf die Zukunft halten mehr als 90 Prozent der Befragten ethische Richtlinien für KI in der gebauten Umwelt für wichtig. Die Branche ist der Studie zufolge interessiert daran, zu gewährleisten, dass KI-Systeme sicher und fair sind und der menschlichen Aufsicht unterliegen. Das ist natürlich auch für die Forschung ein relevanter Aspekt.
Michael Schuster: In welchen Forschungsfeldern hat sich KI bisher besonders bewährt?
Jan R. Krause: Vor allem im Bereich des Nachhaltigen Bauens sehe ich großes Potenzial für den Einsatz Künstlicher Intelligenz: Energie- und Performanceanalysen, Bestandsanalysen, Materialforschung sowie Bauablauf- und Prozessmanagement. KI hilft, große Datenmengen auszuwerten, Varianten zu vergleichen und Zielkonflikte sichtbar zu machen – etwa zwischen ökonomischen und ökologischen Anforderungen.
Michael Schuster: Welche KIs kommen in der Forschung zum Einsatz?
Jan R. Krause: Es werden natürlich die großen Sprachmodelle zum Beispiel für administrative Aufgaben verwendet. Daneben kommen aber auch spezialisierte KI-Tools in der Projektarbeit zum Einsatz, mit denen sich eine viel größere Wirkung erzielen lässt, zum Beispiel mit wissenschaftsbasierten KIs, datenbasierten prädiktiven Analysen, groß angelegten Simulationen und evolutionären Algorithmen.
Michael Schuster: Gibt es Probleme, die uns erst durch KI überhaupt bewusst geworden sind?
Jan R. Krause: Ja – besonders die Frage der Reproduzierbarkeit. KI zwingt uns, unser wissenschaftliches Selbstverständnis zu schärfen. Forschung lebt davon, dass Ergebnisse nachvollziehbar und überprüfbar sind. KI macht sichtbar, wie stark Ergebnisse von Daten, Modellen und Trainingsbedingungen abhängen. Das ist unbequem, aber erkenntnisreich.
Michael Schuster: Welche Datentypen brauchen wir für KI-gestützte Forschung?
Jan R. Krause: Das hängt vom Ziel ab. Für Kostenanalysen brauchen wir verifizierte Baukostendaten, für Ökobilanzen Umweltproduktdeklarationen. Spannend wird es dort, wo Daten erstmals vergleichbar gemacht werden. Ein gutes Beispiel ist die KI Revalu, die Umweltproduktdeklarationen aus PDFs ausliest, vereinheitlicht und in eine nutzbare Datenbank überführt. Damit kehren wir den bisherigen Prozess um: Statt ein gewähltes Produkt anschließend hinsichtlich seiner Umweltauswirkungen zu bewerten, suchen wir gezielt nach dem Produkt, das zu unseren Nachhaltigkeitszielen passt.
Michael Schuster: Wie verändert KI den klassischen Entwurfs- und Forschungsprozess?
Jan R. Krause: Fundamental. Architektur ist forschendes Entwerfen. Neu ist, dass sich der Fokus vom singulären Entwurf hin zur Bewertung von Systemen und Szenarien verschiebt. KI analysiert, vergleicht und generiert Varianten – und wir müssen anschließend entscheiden, welche davon sinnvoll ist. Das ist ein Paradigmenwechsel.
Michael Schuster: Entstehen dadurch neue Rollen für Architektinnen und Architekten?
Jan R. Krause: Neben der gestaltenden Rolle tritt stärker die Rolle des Kurators: Kurator der Daten, der Ziele und der Ergebnisse. Die Entscheidungsverantwortung bleibt beim Menschen – das ist unverzichtbar.
Michael Schuster: Welche Themen zum KI-Einsatz im Bausektor werden derzeit erforscht?
Jan R. Krause: Helga Kühnhenrich, Leiterin des Referats „Forschung und Innovation im Bauwesen“ im Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung BBSR berichtet, dass KI eine rasant wachsende Rolle in Forschungsprojekten spielt. Sie habe in der letzten Antragsphase viele Projektvorschläge mit KI-Anteilen erhalten. Im Moment sei dies noch sehr experimentell: „Die Projekte setzen meist an unterschiedlichen kleineren Prozessen an, die durch KI optimiert werden können, sei es im Umgang beim Gebäudebetrieb mit großen Datenmengen, für die Unterstützung von Planungstools, die Erfassung und Bewertung von Baumaterialien, Bestandssubstanz, Schäden oder Baumengen.“
Michael Schuster: Kannst Du konkrete Projekte nennen?
Jan R. Krause: Ein gerade gestartetes Projekt untersucht das „Entwerfen mit Bestand“. Entwickelt wird eine offene Plattform für einen KI-unterstützten Entwurfsprozess mit wiederverwendeten Baukomponenten. Mithilfe einer KI-Assistenz soll es möglich werden, auch große Bestandspools, in denen es enorm viele Kombinationsmöglichkeiten gibt, im Entwurfs-prozess zu berücksichtigen. Die Assistenz schlägt für die jeweilige Entwurfssituation passende Baukomponenten und Verknüpfungen vor. Ziel ist es, durch die open-source Veröffentlichung der gesamten Plattform, deren Dokumentation und den Aufbau einer Community die Langlebigkeit des Tools und das Vertrauen in die Technologie zu stärken.
Michael Schuster: Das erinnert an die experimentellen Konfigurationen von Tobias Nolte wie zum Beispiel „Cloud Fill“.
Jan R. Krause: Da habe ich auch gleich dran denken müssen. Vielleicht ist es kein Zufall, dass dieses Projekt von der Leibniz Universität Hannover eingereicht wurde, an der auch Tobias Nolte lehrt – allerdings von Prof. Philipp Geyer. Es ist jedenfalls spannend zu sehen, wie frühere künstlerisch experimentelle Konzepte jetzt skaliert und mit großen Bauteil- und Baustoffdatenbanken verknüpft werden können.
Michael Schuster: Welche weiteren KI-bezogenen Forschungsprojekte sind Dir aufgefallen?
Jan R. Krause: Das Projekt „KI for BauChain“ von Prof. Sigrid Brell-Cokcan an der RWTH Aachen untersucht die KI-basierte Datenerfassung und Weiterverarbeitung für Baumaterial in einer digitalisierten Bauprozesskette. Materialinformationen werden heute meist in Papierform erfasst, spiegeln nicht den aktuellen Zustand auf der Baustelle wider und sind in weiteren Schritten der Prozesskette nicht mehr verfügbar. Die Folgen sind Zeitverzögerungen und Kostenüberschreitungen. Durch die digitale Erfassung von Materialinformationen unter Einsatz von KI-Methoden können diese in Echtzeit auch mit Bild- und Videoanalyse katalogisiert und weiterverwendet werden. Die Datenerfassung und -weiterverarbeitung wird im Reallabor einer Referenzbaustelle der RWTH Aachen durch nachgebildete Lieferungsprozesse getestet.
Michael Schuster: Das klingt nach einer vielversprechende Lösung für konventionelle Baustellen. Wie sieht es mit KI in automatisierten Fertigungsprozessen aus?
Jan R. Krause: Hierzu verweist Helga Kühnhenrich auf ein Forschungsprojekt mit dem Titel „Interoperabilität und automatisches Schlussfolgern für Gebäudeplanung und Baufertigung“ von Prof. Thomas Wortmann an der Universität Stuttgart. Probleme beim Datenaustausch zwischen Gebäudeplanung und robotischer Fertigung können kostspielige Planungsänderungen und Mehraufwände verursachen. KI kann mit Datenabfragen und automatischem Schlussfolgern die Einhaltung von Fertigungseinschränkungen und Regeln zu Abstandsflächen oder Brandschutz prüfen und so zu effizienteren und nachhaltigeren Fertigungsprozessen mit reduziertem Abfall und geringeren CO₂-Emissionen beitragen.↓
Michael Schuster: Wie gelingt es, diese isolierten und spezialisierten Forschungsprojekte zusammenzuführen?
Jan R. Krause: Ein Beispiel dafür ist die hochschulübergreifende Kooperation von Prof. Sven Pfeiffer an der Hochschule Bochum und Prof. Volker Helm an der Fachhochschule Dortmund. Ihr gemeinsames Forschungsprojekt „EINZ“ verbindet den Einsatz von Künstlicher Intelligenz zur Nutzung kreislauffähiger Materialien für eine ressourcenschonende, nachhaltige Bauweise in der Architektur mit digitalen Fertigungsmethoden. In einem zirkulären Workflow bedient sich die KI an einer Datenbank mit Informationen über verfügbare Materialien und Konstruktionen. In Echtzeit werden Ideen für Entwürfe generiert. Verändert sich der Materialbestand oder der Ort an dem gebaut wird, erzeugt die KI neue Möglichkeiten. Mittels computergestützter Fertigung wurde ein Pavillon hergestellt, der bis April 2026 auf dem Campus der Fachhochschule Dortmund zu sehen ist.
Michael Schuster: Ein großes Thema ist der Transfer von Forschung in die Praxis. Wo liegen hier die größten Hürden?
Jan R. Krause: Ich sehe die größte Herausforderung in der Übersetzung. Forschung spricht eine andere Sprache als Praxis. Projekte haben oft hochkomplexe Beschreibungen, die im Planungsalltag kaum anschlussfähig sind. Erst wenn der Mehrwert verständlich ist, kann daraus ein Geschäftsmodell entstehen. Dafür braucht es Kommunikationsexpertise und ökonomisches Know-how – beides ist in Forschungsprojekten oft nicht ausreichend vorhanden.
Michael Schuster: Gibt es Forschungs- oder Pilotprojekte, die Du besonders spannend findest?
Jan R. Krause: Neben den erwähnten Projekten zur Wiederverwendung von Bauteilen finde ich Forschungsprojekte besonders interessant, bei denen es um die menschliche Wahrnehmung geht: zum Beispiel KI-optimierte Akustik in Krankenhäusern, KI-basierte Farbsimulationen in Bürogebäuden oder KI-gestütztes Lichtmanagement in Schulen. Hier zeigt sich konkret, wie Raumqualität, Wohlbefinden und Leistungsfähigkeit zusammenhängen.
Michael Schuster: Wohin geht die Entwicklung?
Jan R. Krause: Ich sehe großes Potenzial in der Verbindung von Neurowissenschaft und Architektur. Künstliche Intelligenz ermöglicht neue Erkenntnisse darüber, wie Menschen Räume wahrnehmen und wie Reize im Gehirn verarbeitet werden. Das Team „Large-Scale AI for Brain Mapping“ am Forschungszentrum in Jülich entwickelt Methoden der Künstlichen Intelligenz zur großflächigen mikrostrukturellen Kartierung des menschlichen Gehirns. Neues Wissen über Struktur und Funktionsweise wird auch neue Erkenntnisse über die Raumwahrnehmung liefern. Neben der Forschung über das Hirn selbst gibt es auch interessante Forschungen über die Wirkung von Raumeindrücken und das Verhalten von Menschen im Raum. In einem riesigen Labor im Osten Londons haben sich Neurowissenschaftler und Architekten zusammengefunden, um simulierte Gebäudewelten zu erschaffen. In diesem Labor lassen sich Licht, Temperatur und Geräuschkulisse steuern. Im Person-Environment-Activity Research Lab, kurz PEARL mit einer Länge von etwa 100 m, einer Breite von 40 m und einer Deckenhöhe von teilweise 10 m können Experimente mit bis zu 100 Menschen gemacht werden, um herauszufinden, wie Alter, Geschlecht, Körpergröße und eine Reihe physischer und psychologischer Faktoren die Art und Weise beeinflussen, wie eine Person ein Gebäude nutzt. Dieses Wissen über das Erleben von Räumen wird architektonische Entscheidungsprozesse verändern. Ich vermute, wir werden künftig stärker evidenzbasiert entwerfen und entscheiden.
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Veranstaltungshinweise:
9.4.2026 DBZ KI-Dialog live in Bochum: Michael Schuster im Gespräch mit Prof. Jan R. Krause und weiteren Experten über KI in der Architekturkommunikation
10.4.2026 19. AMM-Symposium „AI Shift – Künstliche Intelligenz für einen nachhaltigen Wandel von Architektur und Kommunikation“ an der Hochschule Bochum
Programm/Anmeldung: www.amm-bochum.de
