Wir treffen Dr. Gabriel Wurzer zwischen 3D-gedruckten Miniaturbauwerken und gerahmten Gebäudegrafiken am Institut für Architekturwissenschaften der TU Wien. Der Leiter des neuen Competence Center for AI in Architecture, Planning, and Environment (AI|APE) kommt aus der Softwareentwicklung des Forschungsbereichs Digitale Architektur und Raumplanung. Wir sprechen über neuartige kollaborative Planungsmethoden, die unterschiedlichen Datenkulturen in Forschung und Praxis, Fußgängersimulationen und den Widerstand gegen den Vormarsch der KI im Designbereich.
Zusammenarbeit durch Gebäudedatenmodelle
„Es ist ein sehr häufiges Problem im Bauwesen, dass Planungsteams sich nicht verstehen und sich sogar gegenseitig behindern, wenn das eine Team etwas braucht, auf dem das andere aufbaut. Diese zirkulären Abhängigkeiten bei der Zusammenarbeit von Fachdisziplinen machen jedes Bauprojekt auch zu einem Datenproblem. Früher haben wir Grundrisse und Schnitte von Hand oder mit CAD-Programmen gezeichnet. Aber heute haben wir eine Methode namens Building Information Model (BIM), um zusammenzuarbeiten."
Gabriel Wurzer erklärt BIM als eine Möglichkeit, gleichzeitig zu arbeiten, indem ein zu planendes Gebäude digital in hierarchischen Gruppierungen dargestellt wird: eine Baumstruktur mit dem gesamten Gebäude an der Spitze, gefolgt von Etagen, dann Wänden, Türen und anderen Komponenten, die jeweils mit Eigenschaften wie Dicke oder Strukturdaten angereichert sind. Aus diesem reichhaltigen digitalen Modell generieren Architekten dann übliche Planungsgrundlagen wie beispielsweise Grundrisse oder Tabellen mit Komponenten, die bestellt werden müssen. Die Softwarepakete ArchiCAD und Revit dominieren dieses Ökosystem und binden die Nutzer_innen an teure Lizenzen, proprietäre Dateiformate und ihre eigenen integrierten Versionsverwaltungssysteme. Einige Projektdateien können zwar in andere Formate exportiert werden, die bestehenden Standards schreiben aber nicht eindeutig vor, welche Informationen in welcher Projektphase eingegeben werden müssen. Aus diesem Grund geben die meisten BIM-Manager eigene projektspezifische „Hausregeln“ für die Dateneingabe vor. Es gibt aber kein allgemein anerkanntes, einheitliches Prozessmodell, das den Datenaustausch in der Architektur regelt.
Interoperabilität ist nicht gleich FAIR
„Die Interoperabilität von Formaten wird erreicht, indem man innerhalb einer Softwarefamilie bleibt. Das Problem ist, dass Interoperabilität nicht gleich FAIR ist. Daten bleiben unzugänglich, weil jeder sie vor der Konkurrenz geheimhalten will oder weil Geheimhaltungsvereinbarungen bestehen. Architekten und Architektinnen konzentrieren sich darauf, Entwürfe zu präsentieren, und nicht unbedingt darauf, Daten öffentlich zu machen. Daten sind zunächst nur eine leere Hülle, eine leere Verpackung. Für Architekt_innen haben sie ohne Zweck keine Bedeutung – erst durch konkrete Anwendungen, etwa durch Analysen im BIM-Kontext, werden sie überhaupt sinnvoll nutzbar."
Gabriel Wurzer zieht eine scharfe Grenze zwischen Forschung und Praxis am Institut für Architekturwissenschaften. Während die Forschung mehr Offenheit zulässt – wenn auch mit Einschränkungen beim Austausch von Code und Daten –, schützt die Praxis vieles streng und der Austausch geht selten über PDFs hinaus, wie zum Beispiel Evakuierungspläne, die zur Genehmigung bei der Stadtverwaltung eingereicht werden. Wettbewerbsängste dominieren: Warum sollte man umfangreiche BIM-Daten teilen, wenn andere aufwendige Entwürfe kopieren könnten, ohne dafür bezahlen zu müssen? Laut Dr. Wurzer sind Daten in der Architektur oft erst im Kontext eines BIM von Bedeutung, das ihnen durch Kollisionsprüfungen zwischen verschiedenen Bauteilen, Materiallisten oder mittels fortgeschrittener Analyseverfahren – etwa in der Tragwerksplanung – Bedeutung verleiht. Zwar gibt es einige offene BIM-Datenbanken, doch die meisten Daten bleiben innerhalb von Projekten isoliert. Und selbst designbasierte Forschung, wie in Dr. Wurzers Fall Simulationen für die Krankenhausplanung, baut auf wissenschaftlichen Ergebnissen als Fallstudien auf, nicht auf Designmethoden oder Rohdaten.
Arbeiten mit Simulationen für die Krankenhausplanung
„Da so wenige Daten offen verfügbar sind, muss sich die planungsbezogene Forschung anderen Mitteln bedienen. Krankenhäuser werden oft auf Grundlage von zehn Jahre alten Daten entworfen – in einem Planungsprozess, der selbst wiederum zehn Jahre dauert. Dabei ergibt sich die sehr reale Gefahr, dass solche Gebäude bereits veraltet sind, wenn sie eröffnet werden. Um dem entgegenzuwirken, wird Planung zunehmend nicht mehr statisch verstanden, sondern in Bezug auf den sich wandelnden Bedarf an Gesundheitsleistungen in einer sich verändernden Gesellschaft gedacht. Als konkrete Methode kann hier die Simulation von Abläufen eingesetzt werden. Einfach gesprochen sieht man dabei, wie Patient_innen zwischen verschiedenen Stationen hin- und herlaufen, medizinische Leistungen konsumieren und Personal beanspruchen. Dies alles wird gemacht, um Teilaspekte wie die Größe von Wartezonen genauer eingrenzen und begründen zu können. Auch kann damit der Raumbedarf selbst bei sich ändernden soziodemographischen Anforderungen genauer abgeschätzt werden."
Dr. Wurzer arbeitet an Simulationen für das neue Krankenhausgebäude in Wiener Neustadt. Dabei verwendet er Fußgängerflussmodelle und maßgeschneiderte Toolchains – von NetLogo bis Python und JavaScript. Um zu vermeiden, dass Krankenhäuser über ihre Kapazitäten hinauswachsen und ständig erweitert werden müssen, nutzen Architekt_innen Simulationen dazu,grundlegende Fragen zu klären, die sie allein nicht ohne Weiteres beantworten können: Wie viele Menschen passen in das Design? Wo bilden sich Warteschlangen und wann werden die Flure zu voll? Ein selbstgeschriebener Flow-Editor teilt den Verkehr zwischen den Abteilungen auf und verfolgt, wie abstrakte Bewegungen zu physischen Strömungen werden – Betten, Wartebereiche, Engpässe. Dr. Wurzer schreibt den größten Teil des Codes selbst: „Wir machen ein Projekt, kein Produkt“, sagt er. Die Software kann noch unausgereift sein, da sie für Forschungszwecke entwickelt wurde und nicht für den Verkauf oder die Nachnutzung. Simulationsmodelle werden meist jedes Mal von Grund auf neu erstellt, um der neuen Fragestellung gerecht zu werden. Das ist auch der Grund, warum laut ihm Architekt_innen im Gegensatz zu Softwareentwickler_innen im Allgemeinen wenig oder gar keinen Anreiz haben, Tools wie Git oder Zenodo zu nutzen. Durch solchermaßen fehlende offen zugängliche Datensätze und gut dokumentierte Methoden wird es schwierig, KI-Modelle für Planungsaufgaben zu erstellen; oft muss auf verstreute Quellen zurückgegriffen werden oder Datengrundlagen müssen erst mühsam neu aufgebaut werden.
Datenbunker, um die KI zu drosseln
„Zuvor wurden Informatik und alles, was mit Automatisierung zu tun hatte, in der Architektur häufig marginalisiert. Automatisierung galt als etwas für den „seltsamen“ Kollegen, der ein Skript schrieb, damit man die Feuerlöscher nicht mehr von Hand in den Plan einzeichnen musste. Heute droht sich die Situation umzukehren: Nicht mehr die Automatisierung steht am Rand, sondern die Architektinnen und Architekten selbst könnten marginalisiert werden, indem ihr Wissen als Grundlage für anderswo entwickelte KI-Systeme dient. Architekt_innen werden vermutlich versuchen, sich dem zu entziehen, indem sie ihre Daten und ihr Fachwissen stärker schützen – gewissermaßen durch „Datenbunker“. Sie werden Werkzeuge gerne nutzen, wenn diese ihre Arbeit erleichtern, doch eine Situation, in der ihr Wissen vor allem zum Training fremder KI-Systeme dient, werden sie kaum akzeptieren."
Laut Dr. Wurzer revolutioniert die KI die Architektur, indem sie mühsame Aufgaben wie die Skalierung oder Kolorierung von Visualisierungen, Massenstudien und sogar die frühe Stadtplanung automatisiert und Designer von Routinearbeiten befreit, während sie gleichzeitig Entscheidungen in noch nie dagewesenem Ausmaß beeinflusst. Beispielsweise können bestimmte Baupläne rückentwickelt werden, um eine KI darin zu trainieren, wie diese Art von Strukturen funktionieren, und dann neue Entwürfe daraus zu generieren. Mit Tools wie Autodesk Forma (ehemals Spacemaker) oder Infrared City können Benutzer_innen ganze Gebäudeblöcke generieren und dabei Klimawandelauswirkungen wie steigende Temperaturen, Sonneneinstrahlung und energieeffiziente Massenberechnungen berücksichtigen, um Net-Zero-Ziele zu erreichen und so weiter.
Für Gabriel Wurzer bleibt Design jedoch menschliches Terrain: iterativ, geprägt von lückenhaften, realen Daten, in denen keine KI-Lösung alle Herausforderungen vollständig bewältigen kann. Doch KI-gestützte Forschung eröffnet wie nie zuvor Chancen – wilde Formen und Ideen von Architekt_innen lassen sich nun mit KI-Unterstützung deutlich schneller als realisierbare Varianten generieren, ausprobieren und testen, was den gesamten Konzeptionsprozess grundlegend verändert.
Kontakt
Gabriel Wurzer
Forschungsbereich Digitale Architektur und Raumplanung
TU Wien
gabriel.wurzer@tuwien.ac.at
Zentrum für Forschungsdatenmanagement
TU Wien
research.data@tuwien.ac.at