Hausbau mit 3D-Druck

3D-Druck ist vielseitig. Im Alltag ist er hauptsächlich für kleine Bauteile und Spielzeuge bekannt. Jetzt wurde diese Technologie jedoch genutzt, um ein erstes Wohnhaus in Deutschland zu drucken. Eine Innovation im Bausektor. //Von Klara Ollesch und Amelie Thielmann

In Ländern wie Dubai und China, aber auch in Südamerika und Afrika findet man sie: gedruckte Häuser. Allerdings ohne Dämmung. Nun wird im westfälischen Beckum ein Haus gedruckt, dass die strengen deutschen Vorgaben zur Dämmung erfüllt. Ob sich diese Bauweise durchsetzen wird, ist noch offen, da Langzeiterfahrungen fehlen. Sollten die Häuser aus dem Drucker die Erwartungen erfüllen, würden sie sich als kostengünstige Alternative für den sozialen Wohnungsbau eignen.

Das Wohnhaus in Beckum

Das Gerüst des BOD2 in Beckum

Das Gerüst des BOD2 // Quelle: PERI GmbH

Bei dem Haus in Beckum handelt es sich um ein zweigeschossiges Einfamilienhaus mit einer Wohnfläche von rund 160 Quadratmetern. Der Rohbau ist fertig gedruckt, nun folgt der Innenausbau des Hauses. Nach Informationen der  PERI GmbH, einem Hersteller von Schalungs- und Baugerüsten, werden Häuser aus dem 3D-Drucker "in bestimmten Marktsegmenten an Bedeutung gewinnen" und haben ein erhebliches Potenzial. Hierbei handelt es sich um Marktsegmente wie Einfamilien- und Mehrfamilienhäuser, aber auch um den Bau von beispielsweise Windkrafttürmen. Zudem kann die Technologie nicht nur für den Hausbau auf Baustellen genutzt werden, sondern auch in Fertigteilwerken eingesetzt werden.

Innovation des 3D-Drucks

Das 3D-Drucken ermöglicht eine andere Art die Gewerke des Baus zu integrieren. Beim herkömmlichen Bau wird erst etwas aufgebaut und dann in Teilen wieder zerstört, um zum Beispiel die Elektrik zu integrieren. "Im 3D-Druck können wir so etwas direkt integrieren, wir lassen also da direkt eine Öffnung frei, wo eine Steckdose hin muss. Solcherlei Dinge beeinflussen den Bauablauf ganz klar und deswegen ist der 3D-Betondruck disruptiv, weil er wirklich von der Planung bis hin zum letzten Gewerk Einfluss auf den Bauprozess hat", so Fabian Meyer-Brötz, Leiter des 3D Construction Printing bei der PERI GmbH. Zudem bietet die Drucktechnologie ein hohes Maß an Designfreiheit, das sonst nur mit hohem finanziellem Aufwand zu realisieren ist. Die "runden Ecken“ der Konstruktion sorgen dafür, dass das Material reduziert werden kann und die Heizkosten sinken. Gefördert wird das Projekt vom Land Nordrhein-Westfalen im Rahmen des Förderprogramms "Innovatives Bauen" mit einer Summe in Höhe von 200.000 Euro. Weitere Projekte sind bereits in Vorbereitung.

Der BOD2

Der BOD2 beim Hausdruck in Beckum // Quelle: PERI GmbH

Der für dieses Projekt gewählte Drucker BOD2 stammt vom dänischen Hersteller COBOD. Dieses Modell ist ein modular aufgebautes Portalsystem. Das bedeutet, dass der Druckerkopf des Portaldruckers über drei Achsen auf festinstallierten Metallrahmen beweglich ist. Der BOD2 druckt dreischalige Wände, die im Nachhinein mit Isoliermasse verfüllt werden. Er berücksichtigt dabei die später zu verlegenden Leitungen und Anschlüsse für Wasser und Strom. Während des Druckvorgangs kann im Druckraum gearbeitet werden. So ist zum Beispiel das Verlegen von Leerrohren und Anschlüssen schon während des Druckprozesses möglich. Der Drucker wird von zwei Personen bedient und per Kamera überwacht. So soll ein fehlerfreier Ablauf garantiert werden.

Vorteile des BOD2

Der BOD2 ist beim Druck in der Länge unbegrenzt, seine Breite beschränkt sich auf fünfzehn Meter. Mit seiner Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde ist er der schnellste 3D-Betondrucker auf dem Markt. In Beckum wird jedoch bewusst nicht so schnell gedruckt wie möglich, da dies das erste Gebäude seiner Art ist. So sollen Erfahrungen im Alltagsbetrieb gesammelt werden. Als Vorteil des BOD2 nennt Fabian Meyer-Brötz die hohe Beweglichkeit des Druckerkopfes sowie das schnelle Arbeitstempo. Dadurch erfolgt der Druck in einem Zug. Eine ein Quadratmeter große doppelschalige Wand ist in dem BOD2 in rund fünf Minuten fertig.

Langzeitbetrachtung des Projektes

Welf Wawers ist Professor an der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg und erforscht die additive Fertigung im 3D-Druck. Er hält den Hausbau durch 3D-Druck grundsätzlich für sehr zukunftsträchtig. Die größten Hindernisse lägen jedoch in den Genehmigungsverfahren und eventuellen unvorhersehbaren Abnutzungen des Materials nach intensiver und langer Bewohnung des Hauses. Laut Wawers gebe es hier noch viel zu testen, wie zum Beispiel die Wind- und Schwerlasten sowie eventuelle Langzeitfolgen für die Gesundheit. Zudem zweifelt er daran, ob sich solche Häuser für alle Regionen Deutschlands eignen. Auch freigebende Materialien und Schimmelbildung in solchen Häusern sollten beobachtet werden. Eine interessante Beobachtung für die Zukunft sei, inwieweit das Haus mit seinen „runden Ecken“ bewohnbar ist oder ob der Drucker doch zur herkömmlichen Hausform mit Ecken zurückgehen muss. Hier würden jedoch der bisherige Energievorteil und die Materialeinsparungen verloren gehen.

Eine Zukunftsalternative für den Sozialbau

In Zukunft könnten solche Bauweisen durch ihre Materialien und ihr energiesparendes Design zu einer beliebten Alternative werden.  Zudem wäre es denkbar, dass diese kostengünstige Methode künftig für den Sozialbau genutzt wird. So wäre es möglich günstige und nachhaltigeres Wohnen für alle zu schaffen. "Es geht um Kosten- und Zeitvorteile mit dieser Technologie, ganz klar. Also dass das Bauen günstiger, schneller, sicher wird und das mit weniger Fachkräften. Darum geht es und da geht die Reise hin", so Meyer-Brötz von der PERI GmbH. Bis dahin wird es voraussichtlich jedoch noch ein wenig dauern.

Teaserbild: Hausbau durch 3D-Druck // Quelle: Amelie Thielmann

Die Autorinnen

Amelie Thielmann

Klara Ollesch

 

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