Planung, Handwerk und KI: Wie die Hardau-Wohntürme ihr frisches Gesicht erhalten

In Zürich ist die Wohnsiedlung Hardau II von weit herum sichtbar. Ihre vier braunroten Hochhäuser prägen mit Höhen von bis zu 95 Metern die Skyline der Stadt. In den 1970er Jahren nach Plänen des Architekten Max P. Kollbrunner erbaut, umfasst der Gebäudekomplex Hardau II neben den vier Hochhäusern zwei viergeschossige Wohnblöcke mit jeweils fünf Mehrfamilienhäusern, eine U-förmige Alterssiedlung, zwei mehrgeschossige Alterswohnheime und eine Parkgarage. Über 1’000 Menschen leben in den 570 Wohnungen auf dem Areal Hardau II. 

Fassadenflächen im Umfang von fast sechs Fussballfeldern

Seit Juni 2023 ist Hardau II eine Baustelle. Die Siedlung wird in bewohntem Zustand instand gesetzt. Basler & Hofmann ist im Auftrag der Stadt Zürich innerhalb eines Generalplanerteams als Fachplanerin für die Instandsetzung der Fassaden zuständig. Die Aufgabe hat schon fast schwindelerregende Dimensionen: Die Fassaden aus Beton erstrecken sich über senkrechte Flächen von insgesamt 40'000 m². Das entspricht ungefähr 5,5 Fussballfeldern.

Denkmalschutz, schwierige Zugänglichkeit und Wohnbetrieb

Die Dimension der Sichtbetonfassaden ist eine von mehreren Knacknüssen der Instandsetzung. Die Hardau-Fassaden stehen unter städtischem Denkmalschutz, ihr Ausdruck muss möglichst erhalten bleiben. Sie sind speziell gefärbt, fein strukturiert und wirken, als ob mit einem Rechen Hunderte feiner Rillen in den Sand gezogen worden wären. Herausfordernd ist auch die Zugänglichkeit der Baustelle; der Hofbereich zwischen den Hochhäusern liegt über einer Tiefgarage, die keine schweren Maschinen und Kräne tragen könnte. 

Hinzu kommt die vielleicht grösste Knacknuss: Das Bauen erfolgt «bei laufendem Betrieb», will heissen: während die Menschen hier wohnen. Die Stadt als Eigentümerin hat sich entschieden, den Mietenden für die Dauer der Sanierung nicht zu kündigen. Sie dürfen wohnen bleiben, müssen aber mit gewissen Unannehmlichkeiten leben, die eine Baustelle mit sich bringt. Für das Planungsteam und die Bauunternehmer bedeutet das: Der Baulärm muss möglichst geringgehalten werden, und die Sicherheit der Anwohnenden hat höchste Priorität.

Bei einer Baustellenbesichtigung im Frühling 2026 gehen die Menschen aus und ein. Die Zugänge der Wohnhäuser sind speziell mit einer Stahlplattform geschützt – nichts darf bei der Instandsetzung herunterfallen. «Die schützenden Stahlplattformen waren unser Vorschlag», sagt Philippe Oesch, der seit 2021 für das Projekt plant. Philippe ist Bauingenieur bei Basler & Hofmann und an diesem Tag als technischer Bauleiter vor Ort. Unser Unternehmen unterstützt das Generalplanerteam bei der Fassaden-Instandsetzung, aber auch in Fragen der Statik, Sicherheit und Baustellenlogistik.

Karbonatisierung macht die Sanierung nötig

Abbröckelnde Fassadenbetonteilchen waren der Auslöser für die Instandsetzung. Nach einer Fassadeninspektion 2014 entschied die Eigentümerin Stadt Zürich, eine komplette, vollflächige Instandsetzung der Betonelemente und Fugen umzusetzen. Die Schadensanalyse ergab, dass die abplatzenden Betonteilchen primär auf die Korrosion der Bewehrungseisen infolge einer Karbonatisierung des Betons zurückzuführen waren. Bei einer Karbonatisierung reagiert der Beton auf das CO₂ aus der Luft und verliert seine schützende Funktion, so dass die darunter liegenden Bewehrungseisen rosten. Das Rosten führt zu einer Volumenzunahme der Eisen und schliesslich zu Betonabplatzungen.

Viel Handarbeit für denkmalgeschützte Rillen

Wir fahren mit Philipp Oesch hinauf ins 25. Stockwerk eines Wohnturms und steigen aufs Dach. Die Aussicht ist grossartig: Im Süden glitzern der Zürichsee und die Alpen, im Norden wacht der Prime Tower, im Osten die ETH-Kuppel über der Altstadt und im Westen liegt weit unter uns das Letzigrund-Stadion. Hier oben, auf fast 90 Metern Höhe, arbeiten derzeit die Spezialisten für Betoninstandsetzung der Firma De Lucia Bautenschutz und Renovationen AG.  

Die Fachleute arbeiten auf einer Liftbühne, die von dicken Blachen umgeben ist. Die Blachen verhindern, dass bei den Arbeiten etwas in die Tiefe fällt. Gleichzeitig dienen sie als Schalldämmung und als Witterungs- und Sichtschutz für die Arbeitenden. Letztere detektieren hinter den Blachen die Schäden und suchen Schwachstellen an den Fassaden. Sie spitzen die Schadstellen ab, applizieren Korrosionsschutz auf die freigelegten Bewehrungseisen, füllen die Löcher mit Mörtel – und reprofilieren die Fassadenrillen und -kuppen von Hand. Zum Schluss wird Farbe und Oberflächenschutz aufgetragen. 

An den Hardau-Fassaden ist viel Handarbeit nötig, um die denkmalgeschützte Struktur zu erhalten. Mit einem Eisenstab ziehen die Baufachleute zuerst feine Rillen in den Beton, dann profilieren sie deren Kuppen mit dem Hammer.

Skalierbare Sanierungsmethode entwickelt

«Für diese Betonfassaden-Instandsetzung braucht es Top-Fachleute», sagt Philippe Oesch. Die Wahl des richtigen Bauunternehmens war ein Puzzleteil der Planungsleistungen der Ingenieurfachleute von Basler & Hofmann. Davor hatten Philippe und sein Team bereits einiges geleistet: die Schadensermittlung durchgeführt, eine Sanierungsmethode entwickelt, die im Kleinen funktioniert und auf grosse Flächen skalierbar ist, und in einem Massnahmenkonzept alle Arbeitsschritte zusammengefasst. Dann ging unser Team auf die Suche nach eben jenen Baufachleuten, die zu dieser grossflächigen und zugleich minutiösen Instandsetzung fähig sind. 

«Nachdem wir die Sanierungsmethode entwickelt hatten, mussten die sich bewerbenden Bauunternehmen anhand von Fassadenmustern zeigen, wie sie die Arbeit umsetzen wollen», berichtet Philippe.

Drohnenflüge für die Ausmassermittlung

Mittlerweile ist es Mittag geworden. Die Liftbühne mit den Facharbeitern gleitet piepend die Fassade hinunter. Das Licht der Sonne leuchtet die Hardau-Fassaden nun besonders gut aus. Deutlich sichtbar sind blaue Flecken. Sie zeugen von der aktuellen Bauphase an diesem Hochhaus: Blau ist die Farbe des Korrosionsschutzes, der auf die Bewehrungseisen unter der schadhaften und nun abgespitzten Betonfassade aufgetragen wurde. 

Weil das Blau die Schadstellen gut sichtbar macht, ist jetzt auch ein guter Zeitpunkt für die Ausmassermittlung. Für diesen Arbeitsschritt hat das Vermessungsteam von Basler & Hofmann das Hochhaus am Vortag mit Drohnen einmal komplett abgeflogen und hochaufgelöste Fotos der Fassaden gemacht – und so alle abgespitzten Schadstellen dokumentiert. Über sämtliche Hardau-Fassaden hinweg wurden bis zu diesem Zeitpunkt fast 30'000 Schadstellen ermittelt.

Auf Basis der Ausmassermittlung wird die Vergütung der Bauleistungen berechnet. Zugleich dient sie zur Baudokumentation für die Bauherrschaft.

KI-Innovationsprojekt 

Bei Hardau II hatte die Ausmassermittlung mittels Drohnen einen zusätzlichen Nutzen. «Wir sind auf die Idee gekommen, mit den Spitzstellen-Fotos von Hardau ein Ausmass-KI-Modell zu trainieren,» erzählt Roger Dietschweiler, Leiter Bauwerkserhalt und Industriebau bei Basler & Hofmann. Daraus ist ein Innovationsprojekt entstanden mit dem Ziel, mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) die Ausmasse der Schäden, die das Bauunternehmen an den Fassaden zu bearbeiten hat, automatisiert und besonders effizient zu ermitteln.

KI zur Schadensermittlung – und Ausmassermittlung

Geht es um ein Instandsetzungsprojekt, werden die schadhaften Stellen meist zweimal ermittelt: in der Vorprojektphase geht es zuerst um die Schadensabmessungen, in der Bauphase (Ausführungsphase) dann um die Ermittlung der vom Bauunternehmen bearbeiteten Flächen (Ausmass). Anders gesagt: In der Vorprojekt-Phase, lange vor Baubeginn, ermitteln unsere Planungsfachleute, mit welchen Schäden zu rechnen ist, wie viele es sind, und was die Ursachen sind. «Üblicherweise geschieht die Schadensermittlung handnah vor Ort», sagt Roger Dietschweiler. Bei grossen und schwer zugänglichen Flächen wie den Hardau-Fassaden ist dies zeitaufwendig und daher ein gewichtiger Kostenfaktor. 

«Um die Schadenserkennung zu beschleunigen, nutzten wir deshalb schon 2021 Drohnenaufnahmen für Hardau II», sagt Roger, «ergänzend zur handnahen Ermittlung an Sockeln und Balkonen». Damals aber wurden die Bilder «von Auge» am Bildschirm ausgewertet. 

In den Folgejahren wurde KI ein grosses Thema, und Roger Dietschweiler und sein Team starteten zusammen mit Spezialisten für BIM und Digitalen Lösungen bei Basler & Hofmann ein KI-Innovationsprojekt zur Schadenserkennung. Das Team trainierte ein KI-Modell. Dieses KI-Modell wurde mittlerweile zu einem Ausmass-KI-Modell für die Bauphase weiterentwickelt. Zur Weiterentwicklung dienten einerseits die Drohnenfotos, die 2026 neu in der Bauphase von den Hardau-Fassaden gemacht wurden. Andererseits brauchte es menschliches Fachwissen und die Praxiserfahrung unserer Ingenieurinnen und Ingenieure.

Die Drohnen-KI-Methode: ein mächtiges neues Instrument 

«Die KI wird immer besser», sagt Roger Dietschweiler. Als das KI-Modell im Frühjahr 2026 erstmals auf die aktuellen, anlässlich der Ausmassermittlung erstellen Drohnenfotos losgelassen wurde, identifizierte es beim ersten Hochhaus auf Anhieb die Mehrheit aller durch den Unternehmer bearbeiteten Stellen. Beim zweiten Hochhaus wurde das Modell mit Bildern der Spitzstellen, die es beim ersten Durchgang nicht gefunden hatte, nachtrainiert. «Die Resultate waren noch besser», berichtet Roger, und bilanziert: «Ein neues Werkzeug zur schnellen Ermittlung des Unternehmerausmasses auf grossen Betonflächen war geboren».

Bauingenieur Philippe Oesch, der die Instandsetzung auf der Baustelle von Hardau II regelmässig kontrolliert, sieht das Potenzial der Kombination von Drohnenfotos und KI für die Schadensermittlung im Vorprojekt und für die Ausmassermittlung in der Bauphase. «Die KI-unterstützte Schadenserkennung auf Betonoberflächen ist ein mächtiges Instrument für die Betoninstandsetzung», sagt er.

Davon ist auch unser Spezialist für Bauwerkserhalt Roger Dietschweiler überzeugt: «Dass wir Drohnen und KI nun auch für die Ausmassermittlung nutzen können, ist cool. Die Ausmassermittlung wird um ein Vielfaches schneller zu erledigen sein, als wenn man sie, wie bisher üblich, von Hand auf dem Baugerüst machen muss.»

Basler & Hofmann plant, die Drohnen-KI-Methode bald auch für andere Arten grosser Oberflächen einzusetzen. Nicht nur für Betonfassaden, sondern auch für andere Fassaden, und auch für Dächer, Tunnelwände oder Strassenoberflächen, die instand zu setzen sind.

Hardau: Funktionsfähige Fassaden bis 2027

Auf dem Hardau-Areal wird die Instandsetzung der Fassaden voraussichtlich Anfang Jahr 2027 abgeschlossen sein. Die Menschen können dann in Türmen leben, deren Sichtbetonfassaden weitere 40 Jahre witterungsfest und sicher die Gebäude schützen. Und die ausserdem so aussehen, als ob der Zahn der Zeit ihrer Rillen- und Oberflächenstruktur fast gar nie zugesetzt hätte.