3D-Druck-Haus: Häuser aus dem Drucker

Das 3D-Druck-Haus – Wird der 3D-Druck eine neue Bauweise?

Ein 3D-Druck-Haus. Ist das wirklich ein gedrucktes Haus?
Die 3D-Drucktechnologie erobert immer mehr Bereiche unseres Lebens. Nun könnte sie auch die Baubranche revolutionieren. Bei Häusern, die mit einem 3D Drucker gebaut werden, spritzt eine Druckdüse feinen Beton auf eine vorhandene Bodenplatte und zieht so die Wände hoch. Bisher gibt es nur wenige solcher Häuser, doch diese Bauweise könnte sich etablieren und als ernstzunehmende Alternative in der Baubranche Einzug halten.

Das Druckmittel beim 3D-Druck-Haus ist Beton. Der Vorteil dieser Methode gegenüber herkömmlichen Bauweisen liegt vor allem in der Präzision: Mit dem 3D-Drucker kann man die genaue Form von einem 3D-Druck-Haus bestimmen, und auch Details wie Fenster und Türen lassen sich passgenau in die Wände integrieren. Darüber hinaus ist das Gebäude außerdem umweltfreundlich, da keine großen Materialtransporte eines Ortes zum anderen erforderlich sind. Aber ist 3D-Druck aus Beton nun wirklich umweltfreundlich? Es gibt doch aktuell andere Trends, zum Beispiel Holrahmenbau! Dazu kommen wir aber später noch.

Die 3D-Drucktechnologie hat sich in den letzten Jahren rasant weiterentwickelt und ist immer präziser geworden. Daher ist es nur eine Frage der Zeit, bis auch die Baubranche von dieser Technologie profitiert. Momentan werden nur einzelne Häuser mit dem 3D-Drucker gebaut, doch in Zukunft könnte diese Bauweise auch bei größeren Gebäuden Anwendung finden. So ließen sich etwa Zeit und Kosten beim Bau sparen, indem einzelne Bauteile direkt auf den Baustellen hergestellt und montiert werden können. Auch bei potenziellen Änderungen am Baukörper, könnte man so schneller reagieren und dabei Zeit und Kosten sparen.

Die 3D-Drucktechnologie ist nicht nur für den Hausbau interessant, sondern kann auch in anderen Bereichen eingesetzt werden. So hat zum Beispiel die NASA bereits damit begonnen, Teile für Raumschiffe mit dem 3D-Drucker herzustellen und auch große Flugzeughersteller wie Boeing oder Airbus, setzen schon seit Jahren auf die Entwicklung von Bauteilen aus dem 3D-Drucker. Die Baubranche könnte von dieser Technologie also noch viel lernen.

Wir dürfen gespannt sein, was die Zukunft uns noch bringen wird

Die dringende Notwendigkeit, Häuser schneller und effizienter zu bauen, hat viele Ingenieure mit der Vorstellung inspiriert, Häuser durch eine neue Technologie schnell und kosteneffizienter bauen zu können. So weit so gut.

Während der 3D-Druck mit einer Reihe von Verzögerungen konfrontiert war, treibt eine wachsende Zahl ehrgeiziger Prototypen die Technologie in interessante Richtungen.

3D-Haus Made in Germany und zertifiziert in Germany

Das erste 3D-gedruckte Haus ist nach deutschem Baurecht zertifiziert worden. Dies ist ein wichtiger Schritt in Richtung umweltfreundlicheres Bauen und alternativer Lösungen für unsere Zukunft.

PERI – ein 1969 gegründetes Familienunternehmen aus Weißenhorn – Deutschland –   hat 2020/2021 die Arbeiten an einem der größten 3D-gedruckten Wohnhäuser in Europa abgeschlossen; eine unglaubliche Leistung, die durch das neue modulare System ermöglicht wurde. Die Häuser wurden beide mit dem COBOD BOD 2 Drucksystem gebaut, das je nach Projektbedarf vergrößert oder verkleinert werden kann – mit nur zwei Mitarbeitern und einer Aufbauzeit von weniger als 48 Stunden!

Stellen Sie sich eine Welt vor, in der wir uns keine Gedanken mehr über Arbeitskräftemangel oder Abfallentsorgung machen müssen. Die Zukunft des Bauwesens ist nicht nur das 3D-Druck-Haus, sondern der 3D-Druck im Allgemeinen, und sie hat gerade erst begonnen!

Einige sehen in dieser neuen Technologie nicht nur eine Antwort, sondern auch einen integralen Bestandteil für die Lösung vieler globaler Herausforderungen, einschließlich derjenigen, die mit dem Bau von Strukturen selbst zusammenhängen – von Kanada bis hinunter nach Dubai, die ihre Städte durch innovative Anwendungsfälle, wie den 3D-Druck nachhaltiger machen wollen. Doch trotz dieser Entwicklungen, die rund um den Globus stattfinden, gibt es noch viele Herausforderungen.

Das 3D-Druck-Haus:
Internationale Projekte im 3D-Druck

Nehmen wir zum Beispiel die neueste Entwicklung, über die im Internet unlängst berichtet wurde: Dubai ist mit dem Bau einer 3D-gedruckten Villa zu einem wichtigen Ort für diese neue Technologie aufgestiegen. Der erste Bauabschnitt der Villa wurde im Jahr 2019 abgeschlossen – das Ergebnis ist eine 800 Quadratmeter große Struktur, die aus elf 3D-gedruckten Einheiten besteht, die zusammengesetzt wurden.

Die Villa ist nicht nur das erste 3D-gedruckte Gebäude in Dubai, sondern auch weltweit eines der größten 3D-Objekte im Bausektor. Das Projekt verfolgt zwei Hauptziele: Zum einen soll es zeigen, dass 3D-gedruckte Gebäude hochwertig und nachhaltig sind, was von entscheidender Bedeutung ist für den Bausektor in dieser Region. Zum anderen will man mit diesem Beispiel die Akzeptanz des 3D-Drucks bei potenziellen Kunden steigern.

Wie bereits berichtet, will Dubai seine Position als globale Innovationsführungsnation im Bereich der nachhaltigen Stadtentwicklung ausbauen. Mit dem Start dieses Projekts wird deutlich, in welche Richtung sich die Stadt und die ganze Region entwickelt.

Zwischenzusammenfassung:

• Bei Bauteilen aus dem 3D-Drucker wird der gesamte Bauablauf technologisch gesteuert: durch eine Düse werden die Wände schichtweise hochgezogen.
• Bisher werden nur einzelne Prototypen mit dieser neuen Technologie produziert, doch sie könnten diese Bauweise als eine dauerhafte Lösung etablieren.
• Das Druckmittel beim 3D-Druck-Haus ist Beton, gedruckt wird auf eine vorhandene Bodenplatte.
• Schicht für Schicht, Linie für Linie wird das Haus gedruckt.
• Das Prinzip ist ähnlich dem Drucken von Dokumenten: bis der Bau fertig ist, dauert es etwa 24 Stunden mit kurzer Aufbauzeit und ohne große Gerüste oder andere Hilfsmittel – alles in allem ein deutlich schnellerer Vorgang.
• Geplant ist, auch noch mehr Bauteile wie Heizkörper oder Fenster „einzudrucken” und so die Bauzeit weiter zu verkürzen.

Welche Baustile sind mit 3D Druck möglich?

„So etwas cooles kann man mit 3D-Druck nicht bauen!” Vorurteile und Kritiken gehören zu jeder neuen Technologie. 3D-gedruckte Gebäude bieten eine Reihe von Vorteilen, wie z. B. weniger Arbeitsaufwand und eine schnellere Konstruktion. Aber was sie wirklich auszeichnet, ist die Art und Weise, wie sie Innovation fördern – indem sie die Erstellung komplexer Formen ermöglichen, ohne dass ein Architekt alles vorher entwerfen muss, setzt man seine eigene Kreativität frei, sodass Ideen leichter fließen können als je zuvor in der Geschichte der Architektur.

Mit dem 3D-Drucker kann eine breite Palette von Gebäudestilen erstellt werden und es ist möglich, dass Hausbesitzer das typische Aussehen eines Gebäudes vermeiden, indem sie sowohl den Druckprozess als auch das Fassadendesign anpassen. Sie können zum Beispiel alle sichtbaren Linien mit Betonwänden, die verputzt und gestrichen werden, einfach abkleben oder überdecken, falls gewünscht.

3D-gedruckte Häuser können langlebig sein, weil die Strukturen eine kompliziert gebogene Form annehmen, statt einer geradlinigen. Das bedeutet, dass sie eine höhere Steifigkeit haben und mit weniger Material gebaut werden können, um eine ähnliche strukturelle Integrität zu erreichen.

Die Idee eines gedruckten Hauses mag futuristisch und unmöglich erscheinen, aber eigentlich ist es ganz einfach. Ein Keller kann vor Ort gebaut werden, oder in einigen Fällen werden vorgefertigte Betonplatten für diejenigen verwendet, die nicht den nötigen Platz zur Verfügung haben – diese werden dann mit 3D-Drucker-Magie gedruckt. Das nächsthöhere Stockwerk sollte direkt auf diese Basis aufgesetzt werden.

Wie nachhaltig ist das 3D-Druck-Haus?

Beton ist aufgrund seiner Vorteile seit jeher ein beliebtes Baumaterial. Seine Festigkeit, Feuerbeständigkeit und schalldämpfenden Eigenschaften machen ihn zur idealen Wahl für den Bau von Gebäuden mit hohen Sicherheitsstandards, die sowohl vor Naturkatastrophen, als auch vor von Menschen verursachten Katastrophen wie Explosionen oder anderen Angriffen auf die Substanz geschützt sind. Allerdings gibt es auch einige Nachteile, wie z. B. den hohen Zementverbrauch bei der Herstellung von Beton, der sich auf die Umwelt negativ auswirken kann. Ein weiterer Nachteil ist ein gesellschaftlicher, denn viele Arbeitsplätze sind von der Baubranche abhängig – werden diese durch solche Technologien wegrationalisiert?

Für die Nachhaltigkeit gibt es zumindest schon weitere Fortschritte: Die Bauindustrie ist immer auf der Suche nach Möglichkeiten, ihre Produkte umweltfreundlicher zu gestalten. In diesem Fall spielen man mit der Idee, umweltfreundlichen Beton zu drucken, indem man recycelte Materialien verwendet und die Verwendung klassischer Materialien wie Bewehrungsstahl (der ersetzt werden kann), Fensterglas und Kupferleitungen minimiert oder ganz darauf verzichtet – und das alles bei der Herstellung stabiler Strukturen, die auch groben Umwelteinflüssen trotzen.

Fazit

Die 3D-gedruckte Hausrevolution ist bereits im Gange und wir sind noch am Anfang! Es gibt schon jetzt viele Möglichkeiten, die Baukonzerne mit dem 3D-Druck nutzen können und diese werden noch weiter zunehmen. Wenn es also um Zukunftstechnologien in der Baubranche geht, ist das 3D-Druck-Haus und der 3D-Druck definitiv eine davon!