Nach dem Kick-off des Projekts Ende 2019 war rund ein Jahr Planungszeit n?tig, bis der 3D-Drucker vom Typ BOD2 der PERI GmbH den ersten Layer eines Spezialbetons der HeidelbergerCement AG auf den Baugrund in Beckum auftragen konnte. Alles war Neuland f?r die beteiligten Unternehmen aus Planung, Handwerk und Industrie und musste Schritt f?r Schritt erarbeitet und beh?rdlich genehmigt werden. Auch der Druck des zweigeschossigen Wohnhauses mit rund 160 Quadratmeter Wohnfl?che fand nicht in der Geschwindigkeit statt, zu der die neue Technologie f?hig ist – ein Quadratmeter doppelschalige Wand kann innerhalb von f?nf Minuten gedruckt werden -, sondern wurde ?ber mehrere Tage ausgedehnt, um m?glichst viel dabei zu lernen.
Mehr Freiheit bei der Gestaltung
F?r Planer und Architekten bedeutet der 3D-Druck ein hohes Ma? an Designfreiheit bei der Gestaltung von Geb?uden, da so Formen realisierbar sind, die in herk?mmlicher Bauweise nur mit hohem finanziellem Aufwand machbar w?ren. Dazu wird mit dem Building Information Modelling (BIM) gearbeitet; das ganze Haus entsteht zuerst dreidimensional am Computer.
“Durch das 3D-Modell kann alles viel pr?ziser geplant und umgesetzt werden, es gibt keinen Aufwand f?r Aufma? und auch keine Ma?fehler. Der 3D-Betondrucker druckt dann alles zentimetergenau, wir waren beeindruckt, wie pr?zise das funktioniert”, erz?hlt Alexander Hoffmann vom ortsans?ssigen B?ro Mense-Korte Ingenieure+Architekten, die Planung und Bauleitung durchgef?hrt haben.
Fr?her in den Planungsprozess
Selbst wenn es sich bei dem Geb?ude in Beckum um ein Pilotprojekt handelt, sind bereits einige Folgen absch?tzbar, die diese Art des Bauens f?r die TGA- und SHK-Branche mit sich bringt. Die Konstruktion des Hauses in Beckum besteht aus dreischaligen W?nden, die mit Isoliermasse verf?llt werden. W?hrend des Druckvorganges, f?r den lediglich zwei bis drei Personen n?tig sind, ber?cksichtigt der Drucker bereits die Aussparungen und Durchbr?che f?r die sp?ter zu verlegende Leitungen und Anschl?sse von Wasser, Strom und Haustechnik.
Dabei kann auch w?hrend des Druckvorgangs im Druckraum gearbeitet werden, sodass manuelle Arbeiten, wie etwa das Verlegen von Leerrohren und Anschl?ssen, parallel zum Druckprozess stattfinden k?nnen. Alexander Hoffmann: “Durch eine sorgf?ltige Planung der Rohinstallation und die hohe Genauigkeit des Drucks konnten nachtr?gliches Schlitzen zu 90 Prozent vermieden und Rohre und Leitungen zeitsparend verlegt werden.”
Wichtig: Gutes Teamwork mit den Architekten
F?r die Handwerker des SHK-Unternehmens Leifhelm & Pelkmann GmbH bedeutete das allerdings, dass sie erheblich fr?her in den Planungsprozess involviert wurden als bei herk?mmlichen Bauprojekten. “Tats?chlich waren wir fast von Anfang an dabei und haben die Schlitz- und Durchbruchsplanung sowie die Produkte f?r die drei Badezimmer des Hauses mit den Architekten geplant, damit sie korrekt in das virtuelle 3D-Modell des Geb?udes einflie?en konnten”, erinnert sich Tobias Leifhelm, einer der beiden Gesch?ftsf?hrer des Beckumer Traditionsbetriebs.
BIM-Kenntnisse waren f?r das Handwerksunternehmen dabei allerdings nicht n?tig, denn diese Aufgabe ?bernahmen komplett die Profis von Mense-Korte. Tobias Leifhelm: “Die gr??te Herausforderung f?r Sanit?r und TGA beim 3D-Betondruck ist die fr?hzeitige und gewissenhafte Planung – ein gutes Teamwork mit dem Architekten ist hierbei unerl?sslich. Ich empfehle jedem Kollegen auch, hier genug Durchsetzungsf?higkeit f?r das eigene Gewerk an den Tag zu legen, damit Fehler nicht im Nachgang aufw?ndig korrigiert werden m?ssen.”
Spezielle Anforderungen an die Badewanne
Einer der spannendsten Momente f?r Architekten und SHK-Handwerker war schlie?lich das Einsetzen der Badewanne in die Architektur, denn es gab bei der Planung zwei Herausforderungen: Zum einen die gerundete Hauswand mit definiertem Radius und zum anderen die Wannensch?rze, die ebenfalls aus Beton gedruckt worden war. Es musste eine Badewanne gefunden werden, die zum Radius der Hauswand passt und eine Auflagefl?che f?r die Sch?rze besitzt. “Es kam eigentlich nur eine ovale Badewanne in Frage, und die haben wir mit der BettePool Oval schlie?lich im gro?en Produktportfolio von Bette gefunden”, sagt Tobias Leifhelm.
Das Architekturb?ro baute 3D-BIM-Daten der Bette-Badewanne in die Planung ein und erstellte auf dieser Grundlage ein virtuelles 3D-Modell als Basis f?r den Betondruck der Sch?rze. “Als sich die Badewanne dann passgenau in die ?ffnung zwischen Wand und Sch?rze einsetzen lie?, ist uns allen ein gro?er Stein vom Herzen gefallen – aber es zeigt, wie pr?zise die Drucktechnik tats?chlich ist”, sagt Alexander Hoffmann. Die Badewanne steht auf F??en und liegt nach vorne auf der Sch?rze auf, wandseitig wurde sie mit Wannenankern befestigt. Die Aussparungen f?r die Rohrinstallation und Ablaufgarnitur wurden beim Druck der Sch?rze bereits ber?cksichtigt, sodass der Anschluss im Handumdrehen erledigt war. Alle anderen Rohrinstallation wurden wie ?blich im Estrich verlegt.
Duschbereich wie gewohnt installierbar
F?r die Duschbereiche im Elternbad und einem der G?steb?der setzte das Architekturb?ro aus Gr?nden der Langlebigkeit und Pflegeleichtigkeit ebenfalls auf glasierten Titan-Stahl. Der Einbau der beiden BetteFloor Duschfl?chen verlief f?r die Installateure wie gewohnt reibungslos und schnell. Mithilfe des mitgelieferten Dichtsystems wurden die Duschfl?chen im Rahmen auch gleich f?r die normgerechte Abdichtung im Verbund vorbereitet.
“Das Einzige was beachtet werden muss ist, die Duschfl?che von vornherein f?r die richtige Layerh?he zu planen. Aber das ist ja Alltag f?r den SHK-Profi und mit unserem h?henverstellbaren Einbausystem auch ?berhaupt kein Problem”, sagt Sebastian Otten, der das Projekt f?r Bette betreut und begleitet hat.
Bevor die k?nftigen Bewohner ihr Haus in Beckum beziehen, soll es rund eineinhalb Jahre als Pr?sentations- und Forschungsobjekt dienen und eine Vorbildfunktion f?r innovatives Bauen und die Digitalisierung und Automatisierung der Baubranche einnehmen.
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