Aengevelt sieht 3D-Druck von Gebäuden vor dem Durchbruch

Aengevelt sieht 3D-Druck von Gebäuden vor dem Durchbruch

DIP-Partner Aengevelt Immobilien beobachtet und berichtet bereits seit Jahren relevante technische Innovationen in der Baubranche, darunter auch die Entwicklung von 3D-Druckern für den Rohbau von Gebäuden. Technologische Verbesserungen des Betondruckverfahrens haben dazu geführt, dass inzwischen auch mehrgeschossige Gebäude hochwertig und effizient durch 3D-Drucker errichtet werden können. Dabei kann der 3D-Betondruck mit anderen Rohbauverfahren wie Kalksandsteinmauerwerk oder Holzbauweise kombiniert werden.

Das erste Betongebäude aus einem 3D-Drucker war bereits im Jahr 1939 von dem US-amerikanischen Erfinder William E. Urschel errichtet worden. Allerdings sollte es noch lange dauern, bis die Technologie ausreifte. Seit 2015 sind weltweit einige Büro- und Wohngebäude im 3D-Druck entstanden. Bisher litt die Technologie jedoch noch darunter, dass schnellhärtender Spezialbeton eingesetzt werden musste, dass die Drucker doppelschalige Wände erzeugen mussten, die mit konventionellem Beton verfüllt werden mussten, dass die extrudierten Wände deutlich sichtbare Rillen aufwiesen und dass es schwierig war, scharfe Kanten und Ecken zu erzeugen. Dies führte dann mitunter zu speziellen architektonischen und ästhetischen Lösungen wie dem „Wavehouse“ in Heidelberg, das ein Rechenzentrum beherbergt. Immerhin gelang es zunehmend, mehrgeschossige Gebäude mit bis zu 1.000 m2 Nutzfläche zu fertigen.

Die aufgeführten Anfangsschwierigkeiten sind inzwischen überwunden. So hat die Stuttgarter Firma Instatiq, ein Spin-Off des Betonmaschinenherstellers Putzmeister, einen 3D-Drucker entwickelt, der monolithische, tragende Wände aus Normbeton erzeugt, wie er von jedem Betonwerk hergestellt wird. Die Schichten weisen rechteckige Querschnitte auf und werden mit einer Geschwindigkeit von bis zu 6 m/min bzw. 2,5 m3/h aufgetragen. Die digitale Steuerung wird direkt aus einem BIM-Modell (Building Information Modeling) an die Drucksoftware übergeben. Öffnungen für Kabel oder Rohre werden beim Druck ausgespart, so dass das Aufstemmen von Bauteilen entfällt. Fensterelemente können bereits während des Druckvorgangs eingesetzt werden.

Dabei werden auch Hybridbauweisen realisiert. Bei einem Neubau von drei Mehrfamilienhäusern mit insgesamt 44 Wohneinheiten in Metzingen durch das Bauunternehmen Züblin wird lediglich das vierte Geschoss auf einen Sockel aus drei konventionell mit Kalksandstein errichteten Geschossen gedruckt.

Der 3D-Druck hat gegenüber konventioneller Bauweise zahlreiche bedeutende Vorteile:

• Die Halbierung der Bauzeit für den Rohbau.
• Die vereinfachte und bessere Taktung der Gewerke.
• Die Verringerung der Wandstärken von 24 auf 20 cm bei gleicher statischer Belastbarkeit.
• Geringerer Bedarf an Fachkräften – dadurch Steigerung der Kapazität der Bauindustrie auch bei Fachkräftemangel.
• Eine CO2-Einsparung von 20 % gegenüber Kalksandsteinmauerwerk.
• Weniger Lärm und Staub auf der Baustelle.
• Niedrigere Kosten.