Wohnen im 3D-gedruckten Haus bald Alltag?

Extrudierte Außenwand für zweigeschossiges Wohngebäude

Dass es der Bau eines Einfamilienhauses bis in die Fernsehnachrichten schafft, ist mehr als ungewöhnlich. Doch für die deutsche Bauwirtschaft ist die dort präsentierte Baustelle im nordrhein-westfälischen Beckum tatsächlich ein Meilenstein, denn die Wandschalen des Wohnhauses werden in Beton extrudiert, sprich 3D-gedruckt. Es ist das erste derartige Projekt in Deutschland und gleichzeitig eines der wenigen in dieser Bauweise errichteten Gebäude, die mehr als ein Geschoss zählen. Mit 80 Quadratmetern Grundfläche ist es zudem bisher wohl das größte zweistöckige Bauwerk, das je an einem Stück gedruckt wurde.    

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Über das Experimentalstadium sei man mit diesem Bauwerk hinaus, sagen die Verantwortlichen des Pilotprojekts in Beckum. Zu ihnen gehört auch das Unternehmen Peri, das an dem dänischen Hersteller des verwendeten Portaldruckers BOD2 beteiligt ist. Das vom ortsansässigen Planungsbüro Mense-Korte Ingenieure + Architekten geplante Wohnhaus wurde offiziell genehmigt, die dafür nötige Zulassung im Einzelfall konnte nach entsprechenden Prüfungen erwirkt werden. Nach einer Besichtigungsphase ab März 2021 sollen in das Gebäude Menschen einziehen.  

Das Haus ist laut der Verantwortlichen das erste einer Vielzahl von geplanten 3D-gedruckten Wohnbauten. Auch deshalb ging man den Bau grundsätzlich an: So wurde etwa in Zusammenarbeit mit einem Baustoffunternehmen der Trockenmörtel für einen Beton entwickelt, den der Druckkopf der Anlage gut verarbeiten kann. Wichtig war dabei neben der Pump- und Extrudierbarkeit vor allem eine hohe Frühfestigkeit, die dafür sorgt, dass die unteren Wandteile nicht versagen, wenn eine neue Schicht aufgetragen wird.  

Die sanft geschwungenen Außenwände des Gebäudes bestehen aus bis zu drei Schalen: In den äußeren Zwischenraum wird dabei eine Schüttdämmung aus geblähtem Vulkangestein eingebracht, sodass eine wirksame Klimahülle entsteht. Dort, wo innen eine weitere Wandschicht vorhanden ist, wird der entsprechende Zwischenraum mit Ortbeton verfüllt, um das Tragwerk zu stärken. Die gedruckten Wandschalen formen in diesem Fall die verlorene Schalung für den gegossenen Beton, der jedoch unbewehrt bleibt und seine Tragwirkung nur zusammen mit den extrudierten Bauteilen entfaltet. Lediglich die Decken, für die Halbfertigteile mit Aufbeton eingesetzt werden, sind konventionell bewehrt.

Der große Vorteil des 3D-Betondrucks ist und bleibt, dass bei geschwungenen Formen und Rundungen aufwendige Schalungsarbeiten vermieden werden können. Bei manchen Bauschritten – etwa im Bereich von Aussparungen – bleibt ein menschliches Eingreifen in den Druckprozess unvermeidlich. Dennoch zeigt das Wohnhaus, wie weit sich die Technologie des Betondrucks von Bauteilen in den letzten Jahren entwickelt hat. Das Pilotprojekt in Beckum, das vom Land Nordrhein-Westfalen mit 200.000 Euro unterstützt wird, soll dabei helfen, Erfahrungen mit dem Druck vor Ort zu sammeln, sodass sich in Zukunft Prozesse straffen und Kosten senken lassen.

Beteiligte: Peri, Weißenhorn; Cobod, Kopenhagen; HeidelbergCement; Planung: Mense-Korte Ingenieure + Architekten, Beckum

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Gehört dem Plotten die Zukunft?

Das dänische Unternehmen Cobod ist Experte für den 3D-Druck von Beton.

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Geotextile Schalhaut formt Beton

 Bei der Verwirklichung eines Wohnhauses bei Vancouver (im Bild: Modell) arbeitet der Designer und Architekt Omer Abel mit geometrisch komplex geschwungenen Betonelementen.

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Das im Bau befindliche Wohnhaus in Vancouver zeichnet sich durch skulpturale Tragelemente aus. Als Teil einer Ausstellung ist das Projekt im Aedes Architekturforum zu sehen.

Gerüste als Marktstände

Ein Markt im Vorbereich eines Einkaufszentrums im Nordosten der Stadt Nakhon Ratchasima erinnert durch kompakte Bauten und eine differenzierte Gliederung an ein kleines Dorf.

Ein Markt im Vorbereich eines Einkaufszentrums im Nordosten der Stadt Nakhon Ratchasima erinnert durch kompakte Bauten und eine differenzierte Gliederung an ein kleines Dorf.

Auf der Basis von Gerüstbaumaterialien entstanden neben einem Einkaufszentrum der thailändischen Stadt Nakhon Ratchasima Verkaufsstände für einen Markt.

Gerüste formen Galerie und Medienzentrum

Das Dorf Shichengzi in der Gemeinde Quinglong war der Schauplatz des Herbstfestivals 2019 der chinesischen Bauern in der Provinz Hebei.

Das Dorf Shichengzi in der Gemeinde Quinglong war der Schauplatz des Herbstfestivals 2019 der chinesischen Bauern in der Provinz Hebei.

Für das Herbstfestival der Bauern entstanden in Shichengzi temporäre Bauten aus Gerüstbauteilen und Schutznetzen, die das gebaute Erbe des ländlichen Ortes inszenieren.

Gerüstkonstruktion für Covid-19-Testzentrum

Das Covid-19-Testzentrum befindet sich vor dem Haupteingang des  St.-Carolus-Krankenhauses in Jakarta.

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In dem temporären Bau vor dem St.-Carolus-Krankenhaus in Jakarta werden Schnelltests durchgeführt, um das Risiko von Ansteckungen in der Einrichtung zu vermindern.

Gerüsttreppen für Publikumsverkehr

Die Treppe Peri Up Rosett Public wurde für den öffentlichen Bereich und Publikumsverkehr entwickelt.

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Mobile Treppenanlagen können getrennte Bereiche zeitweise verbinden oder eröffnen in Turmanordnung neue Perspektiven.

Großformatige Paneel-Deckenschalung

Die leichten Aluminium- und Polymer-Elemente der Paneel-Deckenschalung werden ausschließlich von der unteren Ebene aus montiert.

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Die leichten Aluminium- und Polymer-Elemente lassen sich von unten, also aus gesicherter Position, nach oben schwenken.

Handliches Schalungssystem aus Technopolymer

Dieses Betonwohnhaus wurde ohne Kraneinsatz mit einer Systemschalung aus Kunststoff erstellt

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Holz oder Stahl sind im Wohnhausbau die üblichen Materialien für die Schalungen von Ortbeton. Aufgrund ihres hohen Gewichts ist in...

Hängepartie

Im Dachgeschoss eines alten Lagerhauses in Madrid befindet sich die Atelierwohnung der Künstlerin Clara Cebrian.

Im Dachgeschoss eines alten Lagerhauses in Madrid befindet sich die Atelierwohnung der Künstlerin Clara Cebrian.

Eine einfache Stahlkonstruktion in einer Atelierwohnung in Madrid erinnert an eine Art Hängegerüst und erlaubt eine flexible Aneignung.

Hauchdünn geschalt

Der Future Tree besetzt den Außenbereich der Erweiterung des Hauptsitzes von Basler & Hofmann im schweizerischen Esslingen.

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Eine nur 1,5 Millimeter starke 3D-gedruckte Schalung formte den Sichtbetonstamm des Future Tree in Esslingen im Kanton Zürich.

Hubschrauberlandeplatz für Bundeswehrkrankenhaus in Ulm

Ein SIchtbetonturm auf der einen und zwei Stahlbetonverbundstützen auf der anderen Seite sollen die neue Hubschrauberlandeplattform des Bundeswehrkrankenhauses in Ulm tragen.

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Der Sichtbetonturm, der die Lasten aus der Plattform abträgt und einen Erschließungskern beherbergt, wurde mithilfe einer Kletterschalung erstellt.

In elf Schritten überbaut

Die Neckarbrücke in Benningen wurde vom Stuttgarter Büro Leonhardt, Andrä und Partner geplant.

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Genügend Raum zur Durchfahrt großer Schiffe lässt die Neckarbrücke Benningen, deren Überbau mithilfe von Kragarmkonsolen im Taktschiebeverfahren realisiert wurde.

Leichtes Fassadengerüst

Das modulare Gerüstsystem Peri Up Easy ist ein sogenanntes Leichtgewicht unter den Stahl-Fassadengerüsten. Das schwerste Rahmenbauteil wiegt nur 11,5 Kilogramm

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Es ist ein Leichtgewicht unter den Stahl-Fassadengrüsten und verspricht doch die volle Arbeitssicherheit: Das schwerste Bauteil...

Leichtschalung aus Technopolymeren

Mit der universellen Leichtschalung Duo von Peri lassen sich Wände, Säulen und Decken herstellen

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Jährlich kommen über 200 Millionen Tonnen Bauabfälle zusammen, die einer Verwertung oder einer Beseitigung zugeführt werden...

Luftpolsterfolie als Schalhaut

Geschwungene Sichtbetonpaneele hüllen zwei Hörsälen eines Neubaus für das schwedische Karolinska-Institut in Huddinge ein.

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Ihre futuristische Erscheinung verdanken zwei Hörsäle für das schwedische Karolinska-Institut gebogenen Sichtbetonfertigteilen.

Maßgefertigte Rundschalungen

Für das von Allied Works Architecture geplante National Veterans Memorial and Museum in Columbus, Ohio gab es keine Papierzeichnungen

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Üblicherweise orientieren sich die ausführenden Handwerker auf der Baustelle an Plänen und Zeichnungen. Bei dem von Allied Works...

Nischenlösung

Schuppenartig gestaltete Wände rahmen die Haltestelle Flughafen/Messe der Stadtbahnlinie U6 in Stuttgart.

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Für die Betonage der geschuppten Wände der Stadtbahn-Haltestelle Flughafen/Messe in Stuttgart waren spezielle Schalungen gefragt.

Organisch verzweigte Betonstütze

Die organisch geformte Stütze trägt ein Vordach auf einem Schulhof in Aix-en-Provence.

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Die vier Meter hohe netzartige Struktur entstand mithilfe einer verlorenen Schalung aus dem 3-D-Drucker.

Pop-up-Restaurants in Margate und Liverpool

Aus Modularen Gerüstbauteilen besteht die Hülle des mobilen Restaurants „Xiringuito".

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Der Londoner Architekt Asif Khan lässt modulare Gerüstbauteile zu zeltartigen Strukturen verbinden.

Pylon für Schrägseilbrücke bei Zwickau

Markantes Kennzeichen der neuen Schrägseilbrücke bei Zwickau ist der 34 Meter hohe Pylon.

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Schalungen und Arbeitsgerüste wuchsen für diesen Brückenpfeiler schrittweise in den Himmel.

Rasten zwischen Gerüsten

Für die Union Art Fair 2019 in Seoul entwickelte das junge Architekturbüro Urban Society eine Reihe von temporären Pavillons aus Systemgerüstbauteilen.

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Am Rande einer Kunstmesse in Seoul boten temporäre Pavillons aus Systemgerüstbauteilen Raum für Begegnungen und Gespräche.

Raum in der Pandemie

Das Büro Colab-19 hat mit dem Amphitheatre im kolumbianischen Bogotá eine Gerüststruktur verwirklicht, die trotz der gebotenen Abstandsregeln in der Pandemie etwas Normalität ermöglichen soll.

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An einem sozialen und kulturellen Treffpunkt wurde mit dem Amphitheatre in Bogotá eine Gerüststruktur verwirklicht, die trotz der Abstandsregeln etwas Normalität ermöglichen soll.

Recycelbare Schalungen aus Industriewachs

Im Rahmen des Forschungsprojekts "Non-Waste-Wachsschalungen" wird an der TU Braunschweig eine neuartige Schalungstechnologie erprobt

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Die Herstellung frei geformter Betonbauteile steht im Zentrum eines Forschungsprojekts an der Technischen Universität...

Sanierung des Berliner Funkturms

Um den 147 m hohen Berliner Funkturm vor Rost zu schützten, standen auch in diesem Jahr wieder Sanierungsarbeiten an

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Für bemerkenswerte Bauwerke ihrer Stadt finden die Berliner adäquate Spitznamen. Der Funkturm am Messegelände macht da keine...

Saubere Stirnseiten

Mit der Aufkantung aus Faserbeton lassen sich unter anderem auskragende Bauteile wie etwa Balkone auf der Basis von Halbfertigteilen im Werk mit Stirnseiten in Sichtbetonqualität ausführen.

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Eine Aufkantung aus Faserbeton sorgt als verlorene Schalung bei Halbfertigteilen für Abschlüsse in Sichtbetonqualität.

Schalhaut aus dem 3D-Drucker

Im neuen Hauptsitz der Sächsischen Aufbaubank (SAB) in Leipzig verbindet eine geschwungene Treppe die verschiedenen Geschosse.

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Aus Sand gedruckt sind Teile der Schalung für die mehrfach gekrümmten Bauteile einer Treppe in einem Leipziger Bankneubau.

Scheune der Zukunft

Das Pop-Up-Restaurant plante das Designstudio Overtreders W für das niederländische Musikfestival Lowlands.

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Ein Pop-Up-Restaurant für ein niederländisches Musikfestival zeigt in Erscheinung und Aufbau Ähnlichkeiten zu Gerüstkonstruktionen.

Skulpturales Bambusgerüst

Die Skulptur Dragon Palace steht in einem Park mit Seeblick in einem Hafen der Stadt Chiayi.

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In einem Park an einem Hafen der taiwanesischen Stadt Chiayi erhebt sich die Installation Dragon Palace, die wie das Skelett eines mystischen Wesens wirkt.

Sonderschalung via Roboterzuschnitt

Auf den ersten Blick wirkt das Bauwerk für die Chicago Architecture Biennial 2019, das nach Plänen des Architekturbüros Skidmore Owings & Merril (SOM) errichtet wurde, wie ein gefälliger Pavillon aus Sichtbeton.

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Mit präzisen Schnitten wurden aus EPS die formgebenden Elemente für einen Sichtbetonpavillon in Chicago herausgeschält.

Sonnentrichter am neuen Stuttgarter Hauptbahnhof

Visualisierung der unterirdischen Ankunftshalle von Stuttgart 21

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Der Bau der neuen Hauptverwaltung von HeidelbergCement bietet Raum für Experimente.

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Stahlseilnetz als Schalung

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Keine konventionelle Schalung, sondern ein Lehrgerüst aus Stahlseilen nutzte die Forschergruppe rund um Professor Philippe Block...

Temporäre Kapelle in Bogotá

Die temporäre Kapelle in Bogotá wurde auf einem Supermarktparkplatz im Norden der Stadt errichtet.

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Von oben erscheint der ephemere Sakralbau als weißes Kreuz, im Inneren legt sich ein Gaze-Schleier über das Tragwerk aus Baustützen und Fachwerkträgern.

Unter dem barocken Kleid

Das Humboldt-Forum nach dem Entwurf des Architekten Franco Stella zeigt sich auf drei Seiten als barockes Stadtschloss, ...

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Die rekonstruierte Fassade des Humboldt-Forums in Berlin verbirgt einen Betonrohbau, der dank entsprechender Schalungssysteme zeit- und kostensparend realisiert werden konnte.

Verschleiertes Gerüst als Tor

Aoma Coffee liegt an einer schmalen Einkaufsstraße nahe einer der Hauptverkehrsadern von Osaka.

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Ein Café in Osaka setzt auf den Kontrast von rohem Baustellenflair und feinen Oberflächen - und den betörenden Duft von frisch gerösteten Kaffeebohnen.

Was die Welt im Innersten zusammenhält

In einen Wald am Rande von Darmstadt entsteht neben dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung die Teilchenbeschleunigeranlage Fair.

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Das zentrale Element der Teilchenbeschleunigeranlage Fair bei Darmstadt ist das Ringbauwerk, in dem Schwerionen annähernd Lichtgeschwindigkeit erreichen. Ein Blick auf die Baustelle.

Wohnen im 3D-gedruckten Haus bald Alltag?

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