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3D-gedruckte Häuser und andere Gebäude können Design, Funktionalität, niedrige Kosten und Umweltaspekte miteinander verbinden. Die Entwicklung des 3D-Drucks schreitet mit unglaublicher Geschwindigkeit voran und dringt in immer mehr Lebensbereiche vor. Der 3D-Druck und die Architektur liegen heute vor uns. Ist der 3D-Druck im Bauwesen die Technologie der Zukunft?
3D-gedruckte Gebäude in Europa
Im Sommer 2021 wurde in der Stadt Beckum im Nordwesten Deutschlands ein vollständig 3D-gedrucktes Haus präsentiert. Das zweigeschossige Wohnhaus mit 160 Quadratmetern Wohnfläche ist ein vom Land Nordrhein-Westfalen mitfinanziertes Projekt. Das bedeutet, dass sich auch die öffentliche Verwaltung an den Investitionen beteiligt – ein gutes Zeichen für den 3D-Druck.
Wie funktioniert ein 3D-Drucker im Bauwesen? Der Prozess ist vergleichbar mit der Glasur von Backwaren. Ausgestattet mit
Roboterarm
druckt die Maschine das Material Schicht für Schicht, so dass an den Stellen, an denen Türen oder Fenster befestigt werden sollen, Leerräume entstehen. Ein solcher Schichtdruck ermöglicht Architekten eine große Flexibilität bei der Gestaltung und der Wahl der Materialien für Bauwerke. Aber Sie wissen es ja schon, und wenn nicht, können Sie im Botland Blog über das
das Haus aus Eindhoven
und
Amsterdams IoT-Brücke in De Wallen
.
“Das Besondere ist, dass wir Designer mit dem Betondrucker viel mehr Freiheiten haben”. – sagte Waldemar Korte, ein Architekt, dessen Büro die Anlage in Beckum entworfen hat, dem WDR. “Wir können wirklich mit der Form spielen.
Kreativer 3D-Druck in der Architektur
Die nachhaltigen TECLA-Häuser italienischer Architekten, die mit 3D-Druckern gebaut werden, bestehen aus Lehm. Diese in Massa Lombarda bei Bologna errichteten Häuser wurden von der italienischen Firma WASP (World’s Advanced Saving Project) und Mario Cucinella Architects (MCA) entworfen.
TECLA, ein Akronym für Technologie und Lehm, sind Strukturen, die praktisch vollständig aus lokaler Roherde hergestellt werden. Der Erklärung zufolge wurde das Projekt von Italo Calvinos Roman Unsichtbare Städte aus dem Jahr 1972 inspiriert, in dem es um eine Reihe von Gesprächen zwischen Marco Polo und dem Mongolenkaiser geht. TECLA bezieht sich auf das Wort “Thekla”, das Calvino in seinem Roman verwendet, um eine Stadt zu beschreiben, die sich ständig im Aufbau befindet. WASP erklärt, dass die Häuser eine Antwort auf die Klima- und Umweltbedrohungen sind, denen wir zunehmend ausgesetzt sind.
Die kreisförmigen Strukturen mit einer Fläche von 60 Quadratmetern sind das Ergebnis der Erforschung lokaler Baupraktiken, bioklimatischer Prinzipien und der Verwendung von natürlichen und lokalen Materialien. Interessanterweise handelt es sich um ein nahezu abfallfreies Projekt, und sogar die Einrichtungsgegenstände wurden so konzipiert, dass sie recycelt oder wiederverwendet werden können. Wie lange dauert es? Schwindelerregende 200 Stunden sind laut TECLA genug.
3D-Druck aus Beton
Klingt das erstaunlich? Manche Leute sind ungläubig, wenn wir ihnen aufzählen, welche Arten von Materialien bereits in 3D-Druckern verwendet werden. Waldemar Korte prognostiziert, dass bei der derzeitigen rasanten Entwicklung der Technologie der 3D-Hausbau innerhalb der nächsten fünf Jahre billiger werden könnte als herkömmliche Bauweisen. “Wir bauen viel schneller” – sagt der Architekt, der für den Bau eines Hauses in Beckum nur vier Tage benötigte. “Wir brauchen weniger Leute, und es hilft, da es in der Bauwirtschaft einen Fachkräftemangel gibt.” Wirklich große 3D-Drucker und innovative Betonmischungen helfen dabei.
Betonmischungen sind, wie der Name schon sagt, eine Mischung aus Zement und Sand, aber viele Bauunternehmer fügen Geopolymere und Fasern zur Verstärkung hinzu. Ein besonders interessantes Material der Zukunft für den 3D-Druck ist das extrem witterungsbeständige Lavacrete – eine vom US-Architekten Paul Schwam entwickelte Mischung aus pulverisiertem rotem Vulkangestein, Zement und Wasser.
Kostengünstiger 3D-Druck für die Bauindustrie
Wir haben bereits das Thema des Baus von 3D-gedruckten Häusern unter den extrem ungünstigen klimatischen Bedingungen in Mexiko angesprochen, wobei die Tatsache, dass ein erheblicher Teil der Bevölkerung in Armut lebt, nicht gerade hilfreich ist.
Unter diesen Umständen kann der 3D-Druck von Gebäuden eine außergewöhnliche Gelegenheit zur Verbesserung der Lebensbedingungen sein. Wir haben in einem Artikel über eine ganze Siedlung von Häusern, die mit 3D-Druckern hergestellt wurden, mehr darüber geschrieben.
Nach Angaben von All3DP, einer Website, die sich auf Nachrichten zum 3D-Druck spezialisiert hat, senken die sinkenden Preise für Beton-Drucker die Kosten für den Druck von Häusern auf der ganzen Welt. Das in Boston ansässige Unternehmen Apis Cor baute 2017 ein Haus in Russland, das rund 10.000 US-Dollar kostete. Die Größe ist bescheiden, aber die Verarbeitung ist erstaunlich – 38 Quadratmeter, die an einem Tag errichtet wurden. Das in Texas ansässige Bauunternehmen ICON, das an der Entwicklung von preiswertem Wohnraum arbeitet, will den Preis für ein Haus auf 4.000 US-Dollar senken. Das chinesische Unternehmen Winsun hat 2014 mit dem Druck von 10 Häusern an einem Tag einen Rekord aufgestellt. Die Baukosten für jedes Projekt betrugen etwa 4.800 US-Dollar.
Das neue Trio: grünes Bauen, funktionale Architektur und ein 3D-Drucker
Viele 3D-gedruckte Konstruktionen bieten inzwischen die optimale Kombination aus kreativem Design und umweltfreundlichen Materialien, die schnell und zu deutlich geringeren Kosten gebaut werden können. Die Wohltätigkeitsorganisation New Story nutzt diese Mittel zur Finanzierung und zum Bau von Wohnprojekten in armen Gebieten Südamerikas. Bis 2020 hat sie zur Finanzierung von fast 2.500 Häusern in Mexiko, Bolivien, Haiti und El Salvador beigetragen. Das Verfahren ist sauber, schnell und kann zur Massenproduktion eingesetzt werden – und wir wissen nicht, welche baulichen, ökologischen und demografischen Probleme noch auf uns zukommen werden.
Auch in unserem wichtigsten Import-Export-Partnerland Deutschland erkennen die Bauherren allmählich, dass der 3D-Druck eine Lösung sein könnte, um die Überlastung der heimischen Bauindustrie zu verringern und den Wohnungsmangel zu beheben. Neue Märkte werden rasch erschlossen, auch wenn sich die neue Technologie bisher noch nicht durchgesetzt hat.
Ein 3D-Drucker zu Hause für alle? Vielleicht in ein paar Jahren
Die Geschäfts- und Industriewelt setzt jedoch große Hoffnungen darauf. Der 3D-Druck kann vor allem bei der Vorfertigung helfen. Verschiedene Teile könnten in den Fabrikhallen gedruckt und dann zu den Baustellen geliefert werden. Bei Häusern, die mit der 3D-Drucktechnologie gebaut werden, kommen für einen Großteil der Konstruktion Großgeräte zum Einsatz, aber auch traditionelle Techniken für andere Grundbedürfnisse wie Dacheindeckung, Verkabelung, Isolierung und Fenstermontage werden verwendet.
Nach Ansicht der Analysten der Los Angeles Times ist es noch zu früh, um zu sagen, ob 3D-gedruckte Häuser auf lange Sicht mit der traditionellen Bauweise mithalten können. Selbst Befürworter der Technologie merken an, dass sie verstehen, warum potenzielle Hausbesitzer beim Kauf eines 3D-gedruckten Hauses vorsichtig sein könnten. Wir hoffen auf großartige Tests und dann auf einen spektakulären Erfolg. Schließlich ist kein Ort wie das eigene Zuhause, und dieses muss perfekt sein und alle Bedürfnisse erfüllen.
