Drohnen auf der Baustelle: Fliegende Helfer für die Digitalisierung am Bau

Sie sind keine Ausnahme mehr, ihr volles Potenzial ist aber noch längst nicht ausgeschöpft: Drohnen auf der Baustelle unterstützen bei der Datenerfassung und bieten damit viele Möglichkeiten für die Digitalisierung in der Baubranche. Doch wie lassen sich die fliegenden Helfer bei Bauprojekten sinnvoll einsetzen und was sollten Sie bei der Nutzung berücksichtigen? Wir geben Ihnen einen Überblick. 

Trotz vieler Fortschritte ist die Digitalisierung der Baubranche noch immer ausbaufähig. Nach wie vor liegen viele Informationen in gedruckter Form vor, Messungen werden mit klassischen Methoden vorgenommen und Baudokumentation mit Stift und Papier durchgeführt, Bauüberwachung und Inspektionen persönlich vor Ort durchgeführt. Wie wäre es stattdessen, wenn Sie die komplette Baustelle jederzeit am Computer begutachten könnten, Daten zum Baufortschritt in Echtzeit erfassen, diese automatisch digitalisieren und sofort teilen könnten? Genau das macht moderne Drohnen-Technologien möglich. 

Vorausschauend planen: Verschaffen Sie sich einen Überblick aus der Luft

Der zentrale Mehrwert von Drohnen auf der Baustelle ist schnell zusammengefasst: Die unbemannten Multicopter geben aus der Luft einen Überblick und generieren innerhalb kürzester Zeit umfangreiche Daten, auf deren Grundlage Projektmanager vorausschauender planen können. Stellen Sie sich vor, eine Drohne nimmt bei einem Flug mehrere hundert Bilder auf, die in Echtzeit auf Ihren PC übertragen und von einer Software analysiert werden. Das lohnt sich nicht nur bei Tiefbauprojekten, sondern auch großen Baustellen im Hochbau durchaus. Durch die einfache und schnelle Datenerfassung können Drohnen einen wichtigen Beitrag zur Digitalisierung der Baubranche leisten. 

Je nachdem, zu welchen Zwecken Sie eine Drohne einsetzen möchten, gibt es in der Praxis zwei Möglichkeiten: die manuelle Steuerung oder automatisierte Flüge.

Ferngesteuert oder automatisiert: Welche Drohne für die Baustelle?

Eine manuelle Fernsteuerung bietet sich für einmalige Flüge an, wenn zum Beispiel der Verdacht auf Mängel an bestimmten Gebäudeteilen besteht oder es Hinweise zu Sicherheitsrisiken gibt, die Sie überprüfen möchten. Per Live-Übertragung der Drohne bekommen Sie in Echtzeit einen Überblick über die Situation, können Sicherheitsfragen klären und bei erkennbaren Gefahren oder Fehlern schnell reagieren. Möchten Sie sich spontan von einem weiteren Sachverhalt ein Bild machen, steuern Sie die Drohne einfach dorthin, wo sie weitere Einblicke liefern soll. 

Die zweite Möglichkeit sind automatisierte Drohnenflüge, bei denen Sie eine feste Flugroute vorgeben. Per GPS fliegt die Drohne den softwaregesteuerten Plan ab und liefert Bildmaterial aus immer den gleichen Blickwinkeln und Positionen. Diese Methode bietet sich bei wiederholten Flügen an, bei denen Sie vergleichbare Vorher-Nachher-Bilder erhalten möchten, beispielsweise für die Baudokumentation und Beweissicherung.

Wie finden Drohnen auf der Baustelle Anwendung?

Wie Drohnen auf der Baustelle sinnvoll zum Einsatz kommen, hängt von der Komplexität Ihres Projekts ab, aber auch von der aktuellen Bauphase und Ihren gewünschten Erkenntnissen. Grundsätzlich sind verschiedene Anwendungen möglich, die wir im Folgenden zusammenfassen.

Baudokumentation mit einer Drohne

In der einfachsten Anwendung dient eine Drohne auf der Baustelle als fliegende Kamera, die detailliertes Material für die Dokumentation der Bauprozesse liefert. Das gesammelte Material kann dann zum Beispiel in passende Baudokumentationssoftware eingespeist werden. 

Während es mit klassischen, manuellen Methoden meist sehr zeitaufwändig ist, den Baufortschritt zu dokumentieren, können Drohnen die Veränderungen schnell festhalten und aus der Vogelperspektive besser nachvollziehbar machen – bei Bedarf sogar tagesaktuell. Ein entscheidender Vorteil, vor allem bei großflächigen Bauprojekten.

Beweissicherung zur Konfliktlösung

Die digitale Visualisierung der Baustelle unterstützt auch bei der Beweissicherung. Durch den Einsatz einer Drohne zu Beginn des Projekts können Sie die Ausgangsbedingungen festhalten, den Verlauf ausgeführter Arbeiten dokumentieren und im Falle eines Streits auf das Bildmaterial zurückgreifen. Vorher-Nachher-Aufnahmen geben Aufschluss über Schadensverläufe. Videoaufzeichnungen ermöglichen darüber hinaus in der Nachbereitung eine detailreiche Datenanalyse.

Für eine lückenlose, nachvollziehbare Beweissicherung führt heutzutage kein Weg mehr an digitalen Helfer vorbei. Ob Drohne oder per App zur Beweissicherung - digital ist das Stichwort, mit dem Sie auf der sicheren Seite sind und sich eine rechtlich sichere Beweislage schaffen. 

Effektive Projektplanung

Luftaufnahmen sind eine wertvolle Grundlage für die vorausschauende Bauplanung. Durch die regelmäßige Dokumentation können Projektmanager zum Beispiel feststellen, wo das Ist vom Soll abweicht, und ob Materialien, Geräte oder Maschinen fehlen. So können Sie Fristen besser einhalten, Engpässe vermeiden und sowohl materielle als auch personelle Ressourcen gezielter planen. Echtzeitdaten von der Baustelle sorgen für mehr Transparenz und tragen zur Qualitätssicherung bei. 

Inspektionen und Bestandsaufnahme

Neben der kontinuierlichen Dokumentation des Bauprozesses ermöglichen Drohnen auch kostengünstige sowie schnelle Inspektionen. Die Begutachtung per Multicopter ist vor allem an Orten sinnvoll, an denen Sie sonst Gerüste, Seile, Hebebühnen und speziell geschultes Personal einsetzen müssten. Eine Drohne kann auch schwer erreichbare, unübersichtliche oder gefährliche Bereiche anfliegen und Einblicke geben, etwa zum Zustand der Fassade oder des Daches. Mit einer hochauflösenden Kamera können aus mehreren Metern Entfernung millimetergroße Risse in der Gebäudeoberfläche festgestellt werden. Das vereinfacht Bestandsaufnahmen und beispielsweise die Planung von Sanierungsarbeiten im Außenbereich.

Prüfung bauphysikalischer Eigenschaften

Mithilfe spezieller Sensorik und Kameras übernimmt eine Drohne auch die Prüfung bauphysikalischer Eigenschaften. Wärmebildkameras machen zum Beispiel Wärmelecks oder wasserdurchlässige Stellen an Gebäudehüllen erkennbar. Thermalkameras liefern Informationen, die Rückschlüsse über die Energieeffizienz eines Gebäudes geben. Mittels Infrarot-Thermografie können Sie sogar den Zustand von Materialien überprüfen, um zum Beispiel thermische Brücken oder Feuchtigkeit zu erkennen. Mit diesen Funktionen bietet sich der Einsatz von Drohnen auch bei Inspektionen von spezifischen Gebäudeteilen an, etwa von TGA-Installationen oder der Dachhaut von Solaranlagen.  

Drohnenvermessung 

Großes Potenzial bieten Drohnen auch bei der Vermessung von Arealen sowie der Bausubstanz. Traditionell führen Bautrupps die Messungen manuell durch und erstellen auf Grundlage der erfassten Daten ein Luftbild oder ein 3D-Modell vom Gelände. Was sonst mehrere Tage dauern kann, erledigen Drohnen mitunter in wenigen Minuten. Eine Photogrammetrie-Software verknüpft jedes einzelne Bild mit GPS-Koordinaten und erstellt daraus 2D- oder 3D-Karten vom Gelände mit Informationen zur Geolokalisierung. In der Planungsphase kann die Drohnenvermessung zum Beispiel Aufschluss über topografische Besonderheiten und Standortbedingungen geben. 

Neben der Areal-Vermessung (Mapping) ermöglichen Drohnen auch das Ermitteln von Volumen. Mittels 3D-Datenerfassung können am Computer Punktraster und Orthophotos berechnet werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise Abtrags- und Auftragsvolumen von Erdmassen dokumentieren oder Rückschlüsse über das Materialvolumen ziehen – etwa wie viel Beton für einen Arbeitsvorgang benötigt wird oder wie viele Quadratmeter eines Daches bereits fertiggestellt sind.

Bauaufsicht und Arbeitssicherheit

Als fliegende Kontrolleure können Drohnen auf der Baustelle bei der Bauaufsicht und der Überprüfung von ausgeführten Arbeiten unterstützen. Sie erfassen Fehler und potenzielle Gefahren visuell schneller, als es bei einer Begehung zu Fuß möglich wäre. Die Überwachung am Computer spart Zeit, so dass Projektmanager schneller reagieren und Risiken wie fehlende Absperrungen, ungesicherte Maschinen oder Lücken im Bauzaun beseitigen können. 

In manchen Situationen ist der Einsatz von Drohnen sogar die einzige Möglichkeit, die Arbeitssicherheit zu gewährleisten, etwa bei Kontrollen, Inspektionen oder Vermessungen an schwer zugänglichen Orten wie On- und Offshore-Windkraftanlagen, an Staudämmen, Brücken, Schornsteinen oder Kühltürmen.

3D-Visualisierung von Bauwerken 

Nicht nur vom Gelände, sondern auch vom Bauwerk lassen sich auf Grundlage der Drohnenaufnahmen 3D-Modelle erstellen. Eine Software rechnet durch photogrammetrische Verfahren einzelne Luftbilder zu Punktwolken und 3D-Gitterstrukturen zusammen, welche die Oberfläche des Gebäudes widerspiegeln. Mit dem digitalen Abbild können Sie auch nachträglich Abstände messen, Flächeninhalte ermitteln oder Volumen berechnen. Die Ergebnisse lassen sich meist direkt in Ihr CAD-System oder eine BIM-Software übertragen. 

3D-Datenerfassung für das Building Information Modeling (BIM) 

Besonders großes Potenzial bietet die 3D-Datenerfassung durch Drohnen für das Building Information Modeling (BIM). Die Methode ermöglicht es, alle relevanten Informationen zum Gebäude und seinen Lebenszyklus ins Digitale zu übertragen – vom CAD-Entwurf inklusive 3D-Aufmaß über die Bauausführung bis zum Betrieb und Abriss. 

Statt tausend einzelner Bilddateien erhalten Sie mit einer BIM-Software eine zusammenhängende dreidimensionale Abbildung von der Baustelle, die durch regelmäßige Drohnenflüge und neue Daten aktualisiert werden kann. Via Cloud haben Sie von überall Zugriff auf das virtuelle Bauwerksdatenmodell, können es mit anderen Berechtigten teilen und gemeinsam bearbeiten. 

Das ermöglicht die ortsunabhängige Zusammenarbeit mit Subunternehmen, erleichtert den Informationsaustausch und erspart sowohl Zeit als auch Kosten für Vor-Ort-Besichtigungen. 

Drohnen auf der Baustelle: Ein Gewinn für alle Gewerke im Handwerk 

Mit diesen vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten tragen Drohnen auf Baustellen schon heute dazu bei, Prozesse schneller, genauer und sicherer umzusetzen. Davon profitieren nicht nur Generalunternehmern. Neben der Bauleitung und dem Projektmanagement können die unbemannten Multicopter nahezu alle Gewerke unterstützen.

Dachdeckerfirmen nutzen Drohnen bereits häufiger, um sich einen Überblick zu verschaffen, eventuelle Mängel festzustellen und Aufmaße zu bestimmen. Auch für die Vorbereitung von Fassaden- und Malerarbeiten oder im Gerüstbau können Drohnen-Messungen sowie Luftaufnahmen hilfreich sein, um sich vorab einen Überblick zu verschaffen und besser planen zu können. 

Sinnvoll sind Drohnen auf der Baustelle somit vor allem, weil sie Aufgaben abnehmen, Prozesse vereinfachen und die Arbeitssicherheit erhöhen. Neben den Vorteilen durch die Echtzeit-Datenerfassung kann sich der Einsatz von Drohnen im Handwerk aber auch aus anderen Gründen lohnen:

Vorteile im Überblick: Was leisten Drohnen auf der Baustelle?

Mithilfe von Drohnen auf der Baustelle können Projekt- und Bauleiter:

• Daten und Prozesse digitalisieren 
• einen Überblick gewinnen und Abläufe vorausschauender planen
• den Baufortschritt und Schadensverläufe digital dokumentieren
• die Baustelle überwachen, Gefahren vermeiden und die Arbeitssicherheit erhöhen
• Inspektionen und Vermessungen an schwer zugänglichen oder gefährlichen Orten  durchführen
• die Arbeiten von Subunternehmen überprüfen 
• Engpässe, Stillstand und Ausfallzeiten reduzieren
• Mängel, Baufehler oder aufkommende Schwierigkeiten erkennen und vermeiden
• die Transparenz im gesamten Bauprozess steigern und eine Vertrauensgrundlage für Kunden sowie Partner schaffen

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Rechtliche Fragen: Ist eine Drohne über der Baustelle erlaubt? 

All den Potenzialen, die Drohnen für das Bauwesen und Handwerk mit sich bringen, stehen wie so oft auch Herausforderungen gegenüber. Meist hapert es weniger an der Benutzerfreundlichkeit und Handhabung der Technik, sondern vor allem an rechtlichen Fragen. Denn bei der gewerblichen Nutzung von Drohnen sind eine ganze Reihe an Vorschriften zu beachten. Grundlegende Regelungen auf nationaler Ebene schreiben das Luftverkehrsgesetz (LuftVG), die Luftverkehrs-Zulassungs-Ordnung (LuftVZO) und die Luftverkehrs-Ordnung (LuftVO) vor. Diese wurden Anfang 2021 durch ein neues EU-Gesetz angepasst: Mit der EU-Drohnenverordnung haben die Mitgliedstaaten der Europäischen Agentur für Flugsicherheit EASA ein neues Regelwerk zur Nutzung von Drohnen entwickelt. 

Die wichtigsten Drohnen-Regelungen im Überblick:

Haftpflichtversicherung. Wer eine Drohne steigen lässt, muss diese versichern. 

Kennzeichnung: Jede Drohne, die mehr als 250 Gramm wiegt, mit einer Kamera oder einem Sensor ausgestattet ist, muss registriert werden und braucht eine feuerfeste Plakette mit Registrierungsnummer.

Drohnen-Führerschein: Bereits ab einer Startmasse von 250 Gramm setzt die Nutzung einer Drohne einen Kompetenznachweis des Fernpiloten voraus. Diesen können Sie durch eine Online-Theorieprüfung auf der Website des Luftfahrt-Bundesamtes (LBA) erwerben.

Flugerlaubnis: Für den Betrieb von Drohnen mit weniger als 25 Kilogramm Startmasse ist in der Regel keine Erlaubnis erforderlich – vorausgesetzt, dass während des gesamten Flugs unmittelbarer Sichtkontakt besteht und die Drohne nicht höher als 120 Meter fliegt. 

Genehmigungen sind hingegen bei Flügen notwendig, die als "speziell" oder "zulassungspflichtig" kategorisiert sind, also wenn...

• die Drohne außerhalb der Sichtweite genutzt werden soll.
• die Drohne mehr als 25 Kilogramm wiegt.
• die Drohne für die Beförderung gefährlicher Güter konstruiert ist. 

Wichtig für den Einsatz auf der Baustelle: Eine Drohne gilt auch dann außer Sichtweite, wenn etwa beim Umfliegen eines großen Gebäudes oder Krans kein Sichtkontakt zum Flugsystem besteht. Ausnahmen können Sie bei den jeweiligen Städten oder Luftfahrtbehörden beantragen.

Datenschutz: Wer eine Drohne auf der Baustelle zu gewerblichen Zwecken einsetzt und personenbezogene Daten erfasst, muss sich an die DSGVO halten. Personenbezug liegt vor, wenn eine Person identifizierbar ist. Um für die Analyse des Bildmaterials personenbezogene Daten verarbeiten zu können, empfiehlt es sich, Einverständnisse aller Mitarbeitenden einzuholen. Grundsätzlich sollten sich die Aufnahmen der Drohne auf das Areal der Baustelle beschränken.

Fazit: Drohnen gehören zur Zukunft der digitalisierten Baustelle

Trotz der Herausforderungen bieten Drohnen großes Potenzial für die Digitalisierung der Baubranche. Mit wenig Zeit- und Kostenaufwand generiert die schwebende Sensorik umfangreiche Echtzeitdaten und vereinfacht Aufgaben und Prozesse, die sonst mehrere Tage oder gar Wochen in Anspruch nehmen würden. So unterstützt die fliegende Technik sowohl General- als auch Subunternehmern bei der Qualitätssicherung, ermöglicht eine termingerechte Bauabwicklung und erhöht die Kundenzufriedenheit.