Ein zweites Leben für Betonbauteile

Forschungsprojekt für geschlossene Wirtschafts- und Materialkreisläufe

Das Bauwesen trägt zu einem großen Teil zum weltweiten Ressourcenverbrauch bei, was einerseits am erhöhten Bedarf an Gebäuden liegt aber vor allem darauf zurückzuführen ist, dass Materialströme linear und nicht als Kreislauf organisiert sind. Einmal verwendete Bauteile werden anschließend nicht wiederverwendet, obwohl viele Rohstoffe – wie etwa Sand, das für die Betonproduktion notwendig ist – immer knapper werden. Forschende der TU Darmstadt (DDU und ENB) haben sich in Kooperation mit der TU Braunschweig (ITE) und den beiden Industriepartnern Thing Technologies und Faro dieser Problematik im interdisziplinären Forschungsprojekt Fertigteil 2.0 genähert und eine neuartige real-digitale Prozesskette entwickelt, die den wertvollen Rohstoffen und Bauteilen aus Bestandsbauten ein zweites Leben gewähren soll. Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Fördermaßnahme Ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft – Bauen und Mineralische Stoffkreisläufe (ReMin).

Gallerie

Der Gebäudelebenszyklus vom Rückbau zum digitalen Bauteil gedacht

Während die Planung von Neubauten aktuell mit einem digitalen Planungsprozess beginnt und das geplante Gebäude darauf aufbauend umgesetzt wird, kehrt sich der Prozess beim Fertigteil 2.0 um: Startpunkt ist die digitale Aufnahme von bestehenden, zum Abriss bestimmten Gebäudestrukturen und die Identifizierung von wiederverwendbaren Betonbauteilen. Diese durch kontrollierte Demontage gewonnenen Elemente sollen digitalisiert, katalogisiert, digital aufbereitet und um Bauteilinformationen ergänzt werden, um sie anschließend mithilfe von Robotertechnik in neue, aufgearbeitete Betonfertigteile umzuwandeln. Mithilfe innovativer Softwarelösungen können die Elemente anschließend zu trockengefügten Strukturen zusammengesetzt werden, sodass diese gleichzeitig auch als Bauteillager für spätere Bauten fungieren.

Interdisziplinäres Forschungsteam

Für das Forschungsprojekt wurde ein interdisziplinäres Team zusammengesetzt, bei dem jede spezifische Aufgabe je nach Expertise verteilt wurde. Den ersten Schritt der Digitalisierung, Identifizierung und eindeutigen Kennzeichnung der Bauteile durch RFID-Markierungen übernimmt der 3D-Messspezialist Faro; für die Überführung in einen digitalen Zwilling mithilfe von BIM-Modellen ist Thing Technologies verantwortlich. Die nach dem Rückbau subtraktive Nachbearbeitung und Uniformisierung der Bauteile zur weiteren Verwendung liegt beim Institut für Tragwerksentwurf (ITE) der TU Braunschweig. Die Digital Design Unit (DDU) der TU Darmstadt hingegen ist für die Entwicklung von passenden Softwarelösungen zuständig. Für eine Lebenszyklusanalyse und die Quantifizierung des ökologischen und ökonomischen Einflusses der neuen Prozesskette wurde das Fachgebiet Entwerfen und Nachhaltiges Bauen (ENB) der TU Darmstadt hinzugezogen.

Übergeordnetes Ziel des Projekts ist es, wichtige Bautechnologien wie digitale Erfassung, algorithmische Planung, Produktion, Datenmanagement, Lebenszyklusanalyse und Logistik sinnvoll miteinander zu verknüpfen, um einen geschlossenen Wirtschafts- und Materialkreislauf zu etablieren und damit insgesamt zu einem Paradigmenwechsel im Umgang mit vorhandenen Materialien und Bauteilen beizutragen.

Forschungsprojekt: DDU, TU Darmstadt; ITE, TU Braunschweig; Thing Technologies, Schwalbach am Taunus; Faro, Korntal-Münchingen

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Der temporäre Airmesh Pavillon in Singapur ist das gebaute Beispiel für ein Raumtragwerkwerk mit den neu entwickelten, hoch belastbaren 3D-gedruckten Knotenpunkten aus Stahl.

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Im Rahmen des Forschungsprojekts Individual Layer Fabrication (ILF) des Fraunhofer WKI wurde ein materialsparendes 3D-Druckverfahren entwickelt, mit dem unter hohem mechanischem Druck tragende Holzbauteile hergestellt werden können.

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Eine Woche lang war die Referenzbaustelle der RWTH Aachen für die Öffentlichkeit zugänglich.

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Mit dem Forschungsprojekt Mobilo soll ein automatisierter Prozess zur Digitalisierung bestehender Gebäude entwickelt werden (links die Punktwolke, rechts die daraus erstellte IFC-Datei).

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Windkraftwerkstürme aus dem 3D-Drucker

Drei internationale Unternehmen arbeiten derzeit daran, komplette Windkraftwerkstürme aus dem 3D-Drucker herzustellen.

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Archicad 27

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