Architektur
28. Juli 2021 6:03  Uhr

Häuser aus dem 3-D-Drucker werden Realität

In China, den USA und Kanada ist es bereits gängige Praxis: Ein bayerischer Familienbetrieb aus Wallenhausen bei Günzburg betritt mit dem ersten Mehrfamilienhaus aus dem 3-D-Drucker Neuland in Deutschland.

Völlig ohne Mensch geht es nicht. Dennoch übernimmt der Betondrucker inzwischen auch auf bayerischen Baustellen Teile des Hausbaus. | Foto: Karl-Josef Hildenbrand/dpa

Von Thomas Tjiang

WALLENHAUSEN. Bei dieser Vision bekommen Astronomen feuchte Augen. Wenn die Menschen mal wieder auf den Mond fliegen, könnten sie sich dort eine Unterkunft aus dem 3-D-Drucker herstellen. An möglichen Konzepten tüftelt beispielsweise die Europäische Weltraumorganisation ESA. Statt mit Mondstaub wird an einem Ersatzmaterial mit gleichen Eigenschaften experimentiert, über Solarzellen sollen Mikrowellen ein 3-D-Druckverfahren ermöglichen. Das Projekt steht praktisch noch in den Sternen, aber auf der Erde bricht mit dem 3-D-Druck von Häusern bereits eine neue Ära an.
Im bayerischen Wallenhausen südlich von Günzburg sind gerade die ersten Mieter in das bundesweit erste und größte Mehrfamilienhaus aus dem 3-D-Betondrucker eingezogen. Bauherr und ausführender Betrieb zugleich war die Firma Michael Rupp Bauunternehmung. Die Brüder Fabian und Sebastian Rupp wollten mit dem Pilotprojekt demonstrieren, dass das Thema Betondruck auf der Baustelle auch in Deutschland angekommen ist.

China, USA, Kanada: Hier werden Häuser bereits gedruckt

In China kommen vergleichsweise einfache Häuschen aus dem 3-D-Drucker, auch die US-Amerikaner haben schon kleine, sogenannte Tiny Houses bezogen. In Kanada findet sich auf der Liste der Vermietungsplattform Airbnb ein idyllisch gelegenes Objekt aus dem Betondruckverfahren. Im niederländischen Eindhoven hat die Technische Universität Eindhoven mit Projektpartnern unter der Überschrift „Milestone“ fünf Häuser durch einen Beton-3-D-Drucker errichtet. Dabei wurden nicht nur die Möglichkeiten des Betondrucks ausgeschöpft, auch architektonisch wird die neue Formfreiheit mit futuristischer Anmutung ausgereizt.
Fabian Rupp ist jedenfalls von der neuen Technologie so überzeugt, dass nun zusätzlich zur bestehenden Baufirma der Betrieb Rupp Gebäudedruck den 3-D-Betondruck massentauglich machen möchte: „Wir wollen der Komplettanbieter für 3-D-gedruckte Häuser werden und das 3-D-Druckverfahren in Deutschland und Europa als sichere, günstige, schnelle und ökologisch sinnvolle Bauweise etablieren.“ Das Objekt in Wallenhausen bietet auf drei Etagen und 380 Quadratmetern Fläche Platz für fünf Wohnungen. Anders als die experimentierfreudigen Niederländer setzten die Rupps auf Harmonie im Ortskern. So erhielt das Gebäude Gauben und Fensterläden, das Steildach wurde mit Biberschwanzziegeln eingedeckt.

Anders als die Nachbarbauten

Wichtiger war allerdings bei dem Pilotprojekt, dass sich auch ein KfW-55-Standard drucken lässt. Die unverputzte Außenfassade des Hauses verrät mit der leicht aufgeschichteten Betonoptik, dass dieses Haus anders als die Nachbarbauten ist. Die Daten bestimmen die Druckform, die in einer gängigen CAD-Software erstellt wird. Im Idealfall stehen die Verläufe für Stromkabel, Heizungsrohre oder Wasser fest, sodass die Aussparungen und Kanäle gleich mitgedruckt werden. „Ist hinterher noch eine weitere Steckdose in einer Ecke gefragt, wird es allerdings aufwendig“, erklärt Rupp. Bei einer gründlichen Planung mit allen Gewerken, im Idealfall mit der digital vernetzten Building-Information-Model-ing-Methode (BIM), lässt sich viel Aufwand einsparen und die einzelnen Schritte gut durchplanen.
Anders als beim Klassiker Kalksandstein oder Ziegel entfällt viel Handarbeit. Der 3-D-Betondrucker wird auf der Baustelle fest aufgebaut und fängt dann mit dem Druck der Betonwände an. Die speziellen Betonmischungen lassen sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu einem Meter pro Sekunde verarbeiten. So könne ein typisches Einfamilienhaus in durchschnittlich 48 Stunden fertig gedruckt sein, berichtet Rupp.

Technik ist bereits „ziemlich“ ausgereift

In Wallenhausen allerdings kommt das Pilotprojekt abzüglich zweier Wintermonate auf sieben Monate Bauzeit. Der Baustellendrucker sei ziemlich ausgereift, konstatiert Rupp. Es habe aber kleinere Hürden gegeben. So musste etwa die Kalibrierung für die Druckgenauigkeit nachjustiert werden. Während Regen dem Prozess nichts anhaben kann, sorgte die Kälte im Winter für verstopfte Schläuche durch Eis. Auch an Materialfluss und Fördertechnik wurde weiter getüftelt, damit der Drucker ohne Unterbrechungen laufen kann. Rupps Fazit ist eindeutig: „Wir bleiben beim Betondruck.“
Den häufig kritisierten CO2-Fußabdruck halten die Rupp-Brüder zum einen die material- und kostensparende Bauweise des 3-D-Betondrucks entgegen. Für noch mehr Nachhaltigkeit halten sie es ebenso für möglich, bei diesem Verfahren in Zukunft 15 bis 30 Prozent Recyclingmaterial einzusetzen. Für Fabian Rupp sind bei diesem Zukunftsprojekt „die Baugenehmigungen die größte Hürde“. Das mache es schwer, zu planen, weil die Ämter etwa noch nicht mit den statischen Berechnungen vertraut seien. „Hier muss die Politik schnell reagieren.“
Der Bauunternehmer kann auch über einen ganz unerwarteten Nebeneffekt berichten. Immerhin wird die gesamte Branche von Nachwuchssorgen geplagt, weil Azubis nicht bei jedem Wetter auf einer Baustelle schuften wollen. „Mit dieser Technik habe ich kein Nachwuchsproblem“, stellt Rupp fest. Das Pilotprojekt habe für neue Bewerber gesorgt.

Interview

3-D-Druck-Technologie für Häuser steht am Anfang

„Die nächste Herausforderung wird das hochgeschossige Bauen“, sagt Prof. Dr.-Ing. Christoph Gehlen, Lehrstuhl Werkstoffe und Werkstoffprüfung im Bauwesen und Dekan der Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt TU München.

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