NaiS - Nachhaltige intelligente Sanierungsmaßnahmen

Das NaiS-Projekt entwickelt eine digitale Plattform zur Unterstützung energetischer Sanierungen von Bestandsgebäuden. Mithilfe Künstlicher Intelligenz werden analoge Gebäudedaten digitalisiert und mit Nachhaltigkeitskennwerten angereichert. Dies ermöglicht datenbasierte Entscheidungen und optimiert die Effizienz sowie Nachhaltigkeit von Sanierungsmaßnahmen. Wichtige Methoden umfassen KI-gestützte Grundrisserkennung, Optical Character Recognition (OCR) zur Textextraktion und eine interaktive Plattform mit offenen Standards. Die enge Mensch-KI-Kollaboration sichert die Qualität und Anwendbarkeit der Ergebnisse.

Zielsetzung

Das NaiS-Projekt verfolgt das Ziel, energetische Sanierungen von Bestandsgebäuden durch digitale Technologien effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Da viele ältere Gebäude nur über analoge oder unvollständige Daten verfügen, fehlen fundierte Entscheidungsgrundlagen für Sanierungsmaßnahmen. Dies führt zu ineffizienten Prozessen, hohen Kosten und Verzögerungen. Um dem entgegenzuwirken, entwickelt NaiS eine digitale Plattform, die Gebäudedaten automatisiert erfasst, analysiert und zur datenbasierten Planung von Sanierungen bereitstellt.

Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) werden analoge Grundrisse digitalisiert und strukturiert, während Optical Character Recognition (OCR) relevante Textelemente aus Bauplänen und Dokumenten extrahiert. Ergänzend ermöglichen interaktive Analysewerkzeuge eine schnelle Bewertung des energetischen Ist-Zustands sowie die Berechnung potenzieller Sanierungsmaßnahmen. Durch die enge Zusammenarbeit von Mensch und KI wird die Datenqualität gesichert und Fehlerquellen minimiert. Gleichzeitig sorgt die Nutzung offener Standards für eine flexible Integration in bestehende Prozesse und ermöglicht eine breite Anwendbarkeit für Immobilienbestandshalter, Planer und Softwareanbieter.

Das Projekt untersucht, wie digitale Technologien dazu beitragen können, Sanierungsprozesse zu optimieren, Datenlücken zu schließen und nachhaltige Entscheidungen zu erleichtern. NaiS trägt damit nicht nur zur Effizienzsteigerung in der Sanierung bei, sondern auch zur Reduzierung der CO₂-Emissionen im Gebäudesektor und zur Schaffung neuer Standards für eine nachhaltige Bauwirtschaft.

 

Gegenwärtiger Stand

Es wurden KI-gestützte Anwendungen für die Analyse der Grundrissen entwickelt, die auf hybrider Intelligenz basieren. Human-in-the-Loop-Ansätze und Semi-Supervised Learning Methoden wurden implementiert, um das manuelle Labeling von Trainingsdaten zu erleichtern und gleichzeitig eine hohe Qualität der Datenverarbeitung zu gewährleisten. Diese Methoden optimieren zeitaufwändige Prozesse, wobei die finale Kontrolle stets durch Fachpersonal erfolgt.

Bezüglich der Datenmodelle für die Lebenszyklusanalyse von Gebäuden wurde ein Konzept für die Integration von openBIM, Real Estate und GIS-Daten entwickelt, welches im weiteren Verlauf des Projekts weiter verfeinert wird. Zudem wurden Web-Dienste zur automatisierten Erstellung von BIM-Modellen aus Grundrissen entwickelt und erfolgreich getestet. Darüber hinaus wurden Gebäudetypologien und Energieverbrauchsdaten in das System integriert, um eine detaillierte Analyse und Simulation von Sanierungsmaßnahmen zu ermöglichen.

Die Weiterentwicklung von Wireframes und Mock-Ups konzentrierte sich insbesondere auf die Integration von Analysewerkzeugen in die Plattform. Aufgrund von Datenqualitätsabweichungen wurde eine alternative Lösung implementiert, um eine zuverlässigere Analyse zu ermöglichen. Zudem wurde eine API-Schnittstelle entwickelt, um den Analysetool-Prozess in die Plattform einzubinden.

Standards und Anforderungen für die Berechnung von Sanierungspotenzialen wurden analysiert und relevante Algorithmen in bestehende Software integriert. Umfangreiche Testrechnungen wurden durchgeführt, um die Informationsgranularität für Gebäudeanalysen zu bewerten. Dies führte zur Entwicklung eines Sanierungsvariantenkatalogs, eines Dashboards zur Nutzerinteraktion und einer API zur Bereitstellung von Berechnungsergebnissen. Parallel dazu laufen Gespräche zur präzisen Kostenermittlung von Sanierungsmaßnahmen.

 

Beteiligte Organisationen

IT-Realisierung
CAALA GmbH
CAALA ist ein Software- und Beratungsunternehmen, welches die Nachhaltigkeit in der Bau- und Immobilienbranche vorantreiben möchte. Durch bereits bestehende Software in verschiedenen Anwendungsfällen verfügt CAALA über eine große Expertise in der Analyse konkreter Handlungsmöglichkeiten zur Realisierung klimaneutraler Gebäude. Die CAALA GmbH entwickelt Software für energetische Vordimensionierung, Ökobilanzierung und Lebenszykluskostenanalysen von Gebäuden. Die Software läuft in der cloud und kann über verschiedene Plugins für CAD/BIM-Software aber auch als stand-alone tool im Browser genutzt werden. Neben der Softwareentwicklung bietet das Unternehmen mit Sitz in München deutschlandweit Energie- und Nachhaltigkeitsberatung an.
  • München
  • Organisationsform - Softwareunternehmen
  • Bauprozess - Planungsprozess
IT-Realisierung
Concular GmbH
Concular fördert ein zirkuläres Bauen zur Unterstützung einer ressourceneffizienten und CO2-neutralen Baubranche. Durch eine Materialerfassung im Neubau und Bestand können digitale Materialpässe erstellt werden. Mittels einer automatisierten Match-Making Software können die Informationen der Materialpässe ausgetauscht und das Angebot aus dem Materialbestand mit dem Materialbedarf aus Neu- und Umbauten abgeglichen werden. Zudem koordiniert Concular die Vermittlung von Baustoffen und Produkten aus Rückbauprojekten. Concular GmbH nutzt Künstliche Intelligenz (KI), um ihr Angebot an wiederverwendbaren Bauteilen für Bauingenieur*innen optimal zu filtern. Dabei werden die Bauteile so ausgewählt, dass die passendsten Vorschläge für Bauprojekte gemacht werden. Diese intelligente Auswahl hilft, den Kreislaufgedanken in der Bauindustrie zu fördern und den Ressourcenverbrauch nachhaltig zu reduzieren, indem wiederverwendbare Materialien effizienter eingesetzt werden.
  • Berlin
  • Organisationsform - Bauunternehmen
  • Organisationsform - Projektmanagement
Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen e. V. (DGNB)
DGNB, das steht für Deutsche Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen. Als Non-Profit-Organisation mit Sitz in Stuttgart setzt sich die DGNB seit ihrer Gründung im Jahr 2007 für nachweislich gute Gebäude, lebenswerte Quartiere, kurzum für eine zukunftsfähige gebaute Umwelt ein. Ziel ist die Transformation des Bau- und Immobilienmarktes hin zu einem angemessenen Qualitätsverständnis als Grundlage für ein verantwortungsvolles, nachhaltiges Handeln.Diese Förderung des nachhaltigen Bauens erfolgt bei der DGNB auf vielfältige Weise, und das sowohl in Deutschland als auch international:
  • über den Verein mit seinen rund 1.200 Mitgliedsorganisationen, die sich aktiv engagieren und die DGNB zu Europas größtem Netzwerk für nachhaltiges Bauen machen.
  • über die Zertifizierung von nachhaltigen Gebäuden, Innenräumen und Quartieren, mit denen die unterschiedlichen Aspekte des nachhaltigen Planens, Bauens und Betreibens praktisch anwendbar werden.
  • über die Angebote der DGNB Akademie, bei denen das notwendige Expertenwissen über die Anforderungen einer nachhaltigen Bauweise vermittelt wird.
  • über den DGNB Navigator, der als Onlineplattform zahlreiche Bauprodukte mit allen relevanten Informationen zur ihren Nachhaltigkeitsqualitäten listet.
  • über Aktivitäten im Bereich der Forschung und Entwicklung, die dazu beitragen, dass Thema Nachhaltigkeit im Bauwesen stetig zu evaluieren und weiterzudenken.
Die inhaltliche Grundlage der DGNB bildet ein ganzheitliches Nachhaltigkeitsverständnis, das ökologische, ökonomische und soziokulturelle Themen mit einbezieht. Es geht also gleichermaßen um die Umwelt, die Wirtschaftlichkeit und den Menschen. Dabei steht Nachhaltigkeit im Sinne der DGNB synonym für Qualität und Zukunftsfähigkeit. www.dgnb.de
  • Organisationsform - Verband
  • Organisationsform - Verein
Bauunternehmen
Ed. Züblin AG

Die Ed. Züblin AG ist eines der größten deutschen Bauunternehmen mit Sitz in Stuttgart und gehört zur STRABAG SE-Gruppe. Das Unternehmen ist in den Bereichen Hoch-, Ingenieur- und Tiefbau tätig und bekannt für seine innovativen Bauprojekte und technischen Lösungen. Züblin setzt auf digitale Planung, Building Information Modeling (BIM) und nachhaltiges Bauen. Mit zahlreichen Tochtergesellschaften und Niederlassungen in Deutschland und Europa realisiert das Unternehmen komplexe Bauvorhaben, darunter Brücken, Tunnel, Bürogebäude und Infrastrukturprojekte.

  • Stuttgart
  • Organisationsform - Bauunternehmen
Wissenschaftlicher Partner
Karlsruhe Institut für Technologie

Das Karlsruhe Institut für Technologie (KIT) ist eine der führenden technischen Universitäten Europas und eine Großforschungseinrichtung in Deutschland. Es vereint exzellente Forschung, Lehre und Innovation mit einem besonderen Fokus auf Ingenieur-, Natur- und Geisteswissenschaften. Als Mitglied der Helmholtz-Gemeinschaft trägt das KIT maßgeblich zur Entwicklung neuer Technologien und nachhaltiger Lösungen in Bereichen wie Energie, Mobilität, Digitalisierung und Materialwissenschaften bei.

  • Karlsruhe
  • Organisationsform - Forschungsinstitut

News

NaiS - Nachhaltige intelligente Sanierungsmaßnahmen
NaiS - Nachhaltige intelligente Sanierungsmaßnahmen
03.04.2025
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