Bauen
Bautechnik der Zukunft: Häuser im 3D-Druckverfahren
Mehrfamilienhaus aus dem 3D-Drucker
Maximal sechs Euro pro Quadratmeter bezahlen die neuen Mieter im ersten öffentlich geförderten Mehrfamilienhaus im 3D-Druckverfahren in Deutschland. Für eine Neubauwohnung ist das auch in einer Stadt Lünen ein echtes Schnäppchen. Das erste Haus dieser Art ist das in Lünen allerdings nicht. Etwa 50 Kilometer entfernt steht in Beckum bereits ein Einfamilienhaus aus dem 3D-Drucker.
Etagen wuchsen in nur 100 Stunden Arbeitszeit
Bezahlbar, digital, dynamisch, druckfertig. Das waren die Grundpfeiler des in Deutschland noch recht unüblichen Konzeptes, gebaut von der Wohnungsbaugesellschaft in Lünen. Insgesamt wurden 143 Tonnen CO₂-armer und zu 100 Prozent recycelbarer Druckbeton auf einer traditionell erfolgten Teilunterkellerung mit Bodenplatte verarbeitet. Mit 25 Zentimetern pro Sekunde wuchsen die Etagen in nur 100 Stunden Arbeitszeit. Die einzelnen Schichten sind nur wenige Zentimeter dick und sie wurden auch nur dort aufgetragen, wo das Material gebraucht wurde. Der Vorgang geschieht weitgehend automatisch und spart Zeit und Personal. Während des Druckvorganges wird Raum für die in einem weiteren Arbeitsgang zu verlegenden Leitungen und Anschlüsse ausgespart. In traditioneller Bauweise braucht es für die Verlegung extra dafür gefräste Schlitze im Mauerwerk.
Herausforderungen bei dieser neuen Form des Bauens gab es reichlich. Vorstand Jan Hische von der Wohnungsbaugesellschaft Lünen erläutert: „Generell waren die Schnittstellen zu den anderen Gewerken die größte Herausforderung. Wie gelingt die Elektroinstallation und wie werden die Innenwände gestaltet? Wie werden Fensterbänke abgedichtet und wie Fenster eingesetzt?“ Letzteres musste denn auch mehrfach erfolgen, weil die Fenster zunächst undicht waren. Die unregelmäßige Erscheinung im Äußeren und Inneren – eben wie eine händisch geformte Sahnetorte, sei dabei verfahrensbedingt entstanden. „Grundsätzlich war es uns wichtig, dieses Verfahren optisch zu zeigen. Man hätte die Wände beispielsweise auch verputzen können.“ Nach Fertigstellung der Etagen aus dem 3D-Drucker erhielt das Vorzeigeobjekt in Lünen ein Dachgeschoss in nachhaltiger Holzrahmenbauweise.
Das Verfahren braucht bei uns noch eine Einzelfallgenehmigung mit entsprechenden Gutachten und gutachterlicher Begleitung während des Druckens.“
Derzeit kommen zwei verschiedene 3D-Drucker zum Einsatz. Bei einem einachsigen Modell dreht sich der Druckkopf um die eigene Achse herum und es entstehen entweder runde Häuser oder solche, die in geraden Linien von der Achse weglaufen. Druckköpfe, die stattdessen an zwei Achsen befestigt werden, können prinzipiell alle Wandverläufe gestalten. Der Nachteil: Die zweiachsigen 3D-Drucker sind aufwändiger und die Anbieter produzieren die Wände als eine Art Fertigbauteile eher in Fabriken und setzen diese später auf der Baustelle zusammen.
Wave-House in Heidelberg mit Rechenzentrum
In Heidelberg wurde erst kürzlich das 600 Quadratmeter große „Wave House“ für die Unterbringung eines Rechenzentrums fertiggestellt. Das größte Gebäude dieser Art in Europa. Die Außenwände, 54 Meter lang, 11 Meter breit und 9 Meter hoch, wurden mit einer Geschwindigkeit von vier Quadratmetern pro Stunde gedruckt. Bauzeit: gerade einmal 170 Stunden. Diese wenigen Vorzeigeprojekte in Deutschland können allerdings nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Niederlande und die Vereinigten Staaten die Verbreitung dieser neuartigen Bauweise schon deutlich weiter forciert haben. In Eindhoven etwa ist schon vor vier Jahren ein Ehepaar in ein Haus gezogen, das vollständig im 3D-Druck gebaut wurde.
Größte 3D-gedruckte Wohnsiedlung der Welt
In Georgetown im US-Bundesstaat Texas entsteht sogar die größte 3D-gedruckte Wohnsiedlung der Welt. Insgesamt 100 Häuser werden in der Wolf Ranch Community mit modernster Technologie gebaut. Mit Hilfe eines riesigen Druckers mit mehr als 13 Metern Breite und einem Gewicht von 4,75 Tonnen. Für die Wände kommen nur ein einziges Bauteam und ein Roboter zum Einsatz. Warum die Technologie in Deutschland dagegen noch in den Kinderschuhen steckt, weiß Jan Hische von der Wohnungsbaugesellschaft in Lünen: „Das Verfahren braucht bei uns noch eine Einzelfallgenehmigung mit entsprechenden Gutachten und gutachterlicher Begleitung während des Druckens.“ Hier warte man noch, sagt er, auf ein standardisiertes Verfahren.
Familie begeistert vom neuen Wohnhaus in Lünen
Sipan Issa wohnt mit seiner Frau Nazdar Hasan und seinem kleinen Sohn in dem neuen Wohnhaus in Lünen. 81 Quadratmeter hat die kleine Familie zur Verfügung. Gegenüber einer lokalen Zeitung zeigtesich der Familienvater nach seinem Einzug begeistert: „Von innen ist alles superschön. Das einzige Problem ist, dass Küche und Wohnzimmer miteinander verbunden sind“, bedauern sie. Da stört manchmal der Geruch des Essens.“ Der Balkon sei fantastisch. „Wir haben nicht gedacht, dass es so schön wird. Große Fläche, schöne Aussicht auf ein Naturschutzgebiet. Wir fühlen uns sehr wohl.“
Zwei Millionen Euro hat das Mehrfamilienhaus in Lünen gekostet. Gefördert wurde es mit 1,3 Millionen aus der öffentlichen Wohnraumförderung und mit 400.000 Euro aus dem Ministerium für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung des Landes Nordrhein-Westfalen. Die 400.000 Euro entsprechen in etwa der Summe, die das Haus – verglichen mit traditionellen Bauweisen – mehr gekostet hat. Experten gehen allerdings davon aus, dass bei einem Hausbau mithilfe eines 3D-Druckers mittelfristig das Einsparungspotential, verglichen mit traditionellen Bauweisen, bei bis zu 60 Prozent liegen könnte.
Umweltfreundliche Alternativen erprobt
In der Zukunft werden umweltfreundliche Alternativen zu Beton eine größere Rolle spielen. Jan Hische erklärt: „Derzeit wird mit verschiedenen Materialien experimentiert und Experten arbeiten daran, den CO₂-Ausstoß bei der Zementherstellung weiter zu reduzieren.“ Forscher der Nanyang Technological University in Singapur sollen Berichten zufolge bereits eine Technik für 3D-Betondruck entwickelt haben, die in der Lage sein soll, Kohlenstoff sogar zu binden und so den ökologischen Fußabdruck von Beton weiter zu verringern. Forscher in den USA haben einen speziellen Baustoff für 3D-Druck-Häuser entwickelt - auf Basis von Lehm.
Wie funktioniert das 3D-Bauen?
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Beim 3D-Bauen werden die Wände eines Hauses nicht gemauert, sondern auf dem Baugrundstück von einem computergesteuerten Drucker Schicht für Schicht aus Spezialbeton aufgebaut.
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Grundlage ist ein digitales Baumodell, das direkt in Druckbefehle übersetzt wird.
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Das Verfahren ermöglicht präzises, ressourcenschonendes und vergleichsweise schnelles Bauen – auch bei komplexen Formen.
