Erstes gedrucktes Mehrfamilienhaus Deutschlands
Unmittelbar nach einem zweistöckigen, 3D-gedruckten Gebäude im westfälischen Beckum (Abb. 2) startete die Peri GmbH im November 2020 mit dem 3D-Druck eines voll unterkellerten, dreistöckigen 5-Familienhauses mit einer Wohnfläche von 380 m2 im bayerischen Wallenhausen (Abb. 1 und 3). Der Rohbau aus Beton wird mit dem Konstruktionsdrucker „BOD2“ des Herstellers Cobod erstellt. Der Druckbereich des Portalroboters kann mit Modulen von 2,5 m in alle Richtungen abgewandelt werden. Das Haus in Wallenhausen ist das zweite Gebäude aus einem 3D-Drucker in Deutschland und das größte gedruckte Mehrfamilienhaus Europas. Kamp C hatte zuvor Europas erstes 3D-gedrucktes, zweistöckiges Bauwerk in Belgien enthüllt.
Der Druckkopf des „BOD2“ bewegt sich über drei Achsen auf einem fest installierten Metallrahmen. So kann er an jede Position innerhalb der Konstruktion gelangen und muss nur einmal kalibriert werden. Das spart Zeit und Kosten. Auch werden nur zwei Personen für seine Bedienung benötigt. Der 3D-Druck erfolgt mit einer maximalen Geschwindigkeit von 1 m/s. Das heißt, für einen Quadratmeter einer doppelschaligen Wand werden rund fünf Minuten benötigt. Der Drucker ist so zertifiziert, dass während seiner Aktivität im Druckraum gearbeitet werden kann. Manuelle Tätigkeiten, wie das Verlegen von Leerrohren und Anschlüssen, lassen sich dadurch integrieren.
Die Rohbauten in Beckum und Wallenhausen sind derzeit noch für Nachfolgegewerke eingerüstet. In Bayern werden vier der Wohnungen nach Fertigstellung vermietet, eine dient als Muster. Der Bau soll die Wettbewerbsfähigkeit der 3D-Konstruktionsdrucktechnologie für mehrstöckige Gebäude und große Wohneinheiten unter Beweis stellen: So entstehen neue Märkte, die die Beteiligten erschließen wollen. Das gilt auch für den Bauherrn, die Michael Rupp Bauunternehmung GmbH. Sie spezialisiert sich mit ihrem Tochterunternehmen Rupp Gebäudedruck ab 2021 auf den 3D-Bereich.
Weitere Pilotprojekte
Die oben beschriebenen Projekte erfassen nur einen Teil möglicher Anwendungen des 3D-Drucks beim Bauen. Innovationen auf diesem Gebiet sind vielfältig. So wurde die Lithium Designers GmbH (Lithium) mit dem zweiten Platz des Frankfurter Gründerpreises 2020 ausgezeichnet. Ihre 3D-gedruckten Fassadenknoten finden im Projekt „HivE“ Verwendung. Deutschland- und weltweit haben hier 3D-gedruckte Knoten nach der Li3-Methode Premiere. Sie stellt einen parametrischen Planungsansatz von Lithium für komplexe Gebäudehüllen dar und kann sämtliche Planungsphasen vollautomatisiert und skalierbar abdecken. Die Freiform-Fassade bei „HivE“ setzt sich aus einem Standard-Pfosten-Riegel-System und 138 von Lithium generierten Verbindungselementen zusammen. Die additive Fertigung der topologieoptimierten Fassadenknoten übernimmt die Firma H+B Hightech GmbH.
Am 15. Januar 2019 eröffneten BAM Infra und Saint-Gobain Weber Beamix Europas ersten industriellen Produktionsstandort für den 3D-Druck von Betonelementen für den Bau. In Eindhoven können so verschiedene Teile praxistauglich gedruckt werden. Der nächste Schritt ist, unter anderem gemeinsam mit der Gemeinde Eindhoven und der dortigen Technischen Universität nacheinander fünf skulpturale, bewohnbare Häuser direkt aus dem 3D-Beton-Drucker zu generieren.
Das Projekt „Milestone“ entsteht im Neubaugebiet Meerhoven. Für den Druck wurde ein Mörtel entwickelt, der spezifische thixotrope Eigenschaften besitzt: Wird ihm durch Mischen oder Pumpen Energie zugeführt, verringert sich die Viskosität und es entsteht eine flüssige Masse. In Ruhe wird der Mörtel steif und kann Last tragen (Festigkeitsklasse C55-67). Jede Schicht wird ein wenig in die Vorherige eingetragen, sodass aufeinander folgende Schichten ein monolithisches Ganzes bilden.
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