Big Data in der Architektur

Daten sind einer der wichtigsten Rohstoffe des 21. Jahrhunderts. Immer mehr Geschäftsmodelle, darunter die von Internetriesen wie Google oder Facebook, bauen auf der Erhebung, Auswertung und Verwertung von Daten auf. Gestützt werden diese Geschäftsmodelle durch eine stetig anwachsende Datenmenge. Ob beim Surfen im Internet, beim Einkaufen mit Kreditkarte oder Joggen mit der Smartwatch – rund um die Uhr produzieren wir Daten. Mit 2,5 Quintillionen Bytes, stammten 2013 etwa 90% der weltweit vorhandenen Daten aus den vorangegangenen zwei Jahren.

Und auch im Bereich der Bauindustrie nimmt das Datenvolumen stetig zu. Gestützt durch Smart Home und das Internet of Things (IoT), gelingt es uns immer mehr Informationen über die Nutzung von Immobilien zu sammeln. Im nachfolgenden Beitrag wollen wir aufzeigen, was unter Big Data zu verstehen ist, wie Big Data bereits heute in der Architektur eingesetzt wird und vor welchen Herausforderungen digitale Technologien im Bereich der Datensammlung stehen.

Was ist Big Data?

Big Data ist in aller Munde. Dennoch ist mit „Big Data“ nicht immer gleich dasselbe Thema gemeint. Das ist auch das Ergebnis einer Befragung der School of Information des UC Berkley, die mehr als 40 Führungspersönlichkeiten aus Wirtschaft und Forschung nach einer Definition des Begriffs befragt hat, wovon sich nur wenig ähneln.

Wir wollen uns der Definition des Bundesministeriums für Bildung und Forschung anschließen, das unter den Begriffen „Big Data“ und „Smart Data“ den intelligenten Umgang mit großen und gleichzeitig heterogenen Datenmengen versteht. So geht es nicht darum, unzählige Daten (Big Data) zu sammeln, nur weil sie verfügbar sind und das Sammeln heute technisch möglich ist. Vielmehr geht es darum, aus großen Datenmengen die richtigen Daten (Smart Data) zu sammeln und so aufzubereiten, um bessere Entscheidungen treffen zu können.

Einsatz findet Big Data also immer da, wo große Datenmenge anfallen und durch eine richtige Aufbereitung dieser ein Mehrwert erzeugt werden kann. Einige Anwendungsgebiete sind beispielsweise die Ermittlung der besten Behandlungsmöglichkeiten für Patienten, das Aufdecken von Betrugsfällen im Finanzbereich oder die Auswertung von Sensordaten, um Unfallrisiken im Straßenverkehr zu verringern.

Dazu wird Big Data in der Architektur eingesetzt

Wenn auch nicht im selben Tempo wie in anderen Branchen, hat Big Data längst Einzug in die Architektur gefunden. Zum einen erkennen immer mehr Büros die Vorteile der Auswertung von großen, heterogenen Datenmengen, um Prozesse zu beschleunigen und Kosten zu senken. Dazu gleich mehr. Zum anderen setzt die Datenverarbeitung eine entsprechende Infrastruktur voraus, an deren Aufbau Architekten und Ingenieure maßgeblich beteiligt sind.

So weist Daniel Davis, leitender Forscher bei wework, in seinem Artikel für „The Journal of the American Institute of Architects“ auf Gebäude hin, die nicht mehr nur Menschen, sondern teilweise ausschließlich Server und Software beherbergen. Anders als bei „klassischen“ Gebäuden, sind hier hohe Sicherheitsvorkehrungen, wenig Tageslicht und ständig laufenden Klimageräte angesagt. Neue, bislang unübliche Herausforderungen, die Spezialisierung und Fachkenntnis verlangen.

Big Data in der Planungsphase

Erfolgreiche Bauprojekte setzten eine intensive Auseinandersetzung mit Standort, Nutzer und den zur Verfügung stehenden Ressourcen voraus. Je mehr brauchbare Informationen dem Planer im Vorfeld zur Verfügung stehen, desto zielgerichteter können Lösungen erarbeitet werden. Häufig bereitet jedoch genau dies Schwierigkeiten. Ohne die notwenigen Tools ist es praktisch unmöglich die unzähligen Informationen zu erfassen und so aufzubereiten, dass entscheidende Erkenntnisse für die Konzepterstellung gewonnen werden können.

Genau dieses Problem lässt sich mit entsprechenden Big-Data Anwendungen vermeiden. Ein Anwendungsbeispiel ist der Neubau der Ingenieurschule der Brown University des Architekturbüros Sasaki Associates. Um mehr über die Bedürfnisse der späteren Nutzer zu erfahren, befragte das Büro mehrere hundert Studenten über ein Onlineformular nach deren Gewohnheiten, Laufwegen und Anforderungen. Entgegen den Erwartungen bevorzugten ein Großteil der Studenten einen Standort nahe dem Hauptcampus, woraufhin die ursprüngliche Idee, den Campus in einen anderen Stadtteil zu verlegen, verworfen wurde.

Immer mehr Planer erkennen die Vorteile von Big-Data und lassen die dadurch gewonnenen Erkenntnisse direkt in ihre Arbeit einfließen.

Foto: iStock/YakobchuckOlena

Big Data in der Ausführungsphase

Während in Industrien wie der Automobilbranche seit Jahrzehnten an der Optimierung von Arbeitsabläufen, Materialverwertung und Logistik arbeiten, hat gerade die Bauindustrie in diesem Bereich jede Menge Nachholbedarf. Laut einem Forbes Artikel fallen ganze 35% der Baukosten auf Materialabfall und Nachbesserungsverpflichtungen zurück.

Auf dem Weg zu einer weniger kostenaufwendigen Gebäuderealisierung wird Big Data in den kommenden Jahren eine zentrale Rolle spielen. Denn nur mit der entsprechenden Menge an Daten können die für die Optimierung benötigten Erkenntnisse gewonnen werden. Schon ist es beispielsweise schon heute möglich, den Einsatz der Maschinen automatisch zu erfassen, diese zu Geolokalisieren oder durch die Analyse von Wetter- und Verkehrsdaten Zeitabläufe zu optimieren bzw. anzupassen.

Big Data in der Nutzungsphase

Den größten Einfluss wird Big Data wohl auf die Bewirtschaftung von Gebäuden haben. Studien zufolge machen die Betriebskosten über 70% der Gesamtkosten eines Gebäudes aus, von rund 30% auf Energiekosten fallen. Ein ineffizienter Betrieb wird schnell kostspielig. Auf der anderen Seite ergeben sich hier riesige Kosteneinsparungspotentiale.

Gestützt durch das Internet der Dinge, haben es Gebäudebesitzer immer leichter den Betreib ihrer Projekte in Form von Nutzungsdaten zu erfassen und zu analysieren. Wie einem Bericht von IBM zu entnehmen ist, werden bereits heute Gebäude gebaut, die durchweg mit Sensoren ausgestattet sind, und automatisiert Daten rund um Raumtemperatur, Luftfeuchtigkeit oder das Gewichtig der Mülltonnen messen. Auf Grundlage der Daten können sich Gebäude den Umständen entsprechend selbst anpassen.

Mehr Daten, mehr Probleme?

Trotz der vielen Vorteile, kommt Big Data in der Bauindustrie bislang nur verhalten zum Einsatz. Ein Hauptgrund hierfür ist mit Sicherheit der mit der Datenerhebung verbundene Aufwand. Gerade bei kleineren Projekten mangelt es häufig an einfachen und kostengünstigen Lösungen. Um gezielt an die richtigen Informationen zu gelangen und sich in dem Datenwust zurechtzufinden, kommt man an der Unterstützung durch Data Scientists oder andere Experten noch nicht vorbei.

Hier wird sich in Zukunft jedoch einiges tun. Bereits heute arbeiten junge, innovative Unternehmen an Systemen, die für jedermann einsetzbar sind. Schließlich sind solche Standards in anderen Branchen bereits heute gang und gebe. Als Beispiel sei hier das von Google bereitgestellte Analysetool Google Analytics zu erwähnen, durch welches Webseitenbetreiber über die Nutzung ihrer Seite informiert werden und Rückschlüsse für die Optimierung dieser gewinnen können.

Fazit

Gerade die Bauindustrie kann von neuen Technologien im Bereich von Big Data enorm profitieren. Unabhängig von der Projektphase, gibt es unzählige Möglichkeiten, Daten zu erheben, auszuwerten und die Erkenntnisse in die eigene Arbeit einfließen zu lassen. Büros, die dieses Potential erkennen und sich bereits heute intensiv mit dem Thema auseinandersetzen, können sich von Wettbewerbern abheben und einen Mehrwert für deren Kunden schaffen.