Kommt mein neues Haus jetzt aus dem 3D-Drucker

Häu­ser baut man Stein auf Stein? Nicht un­be­dingt. Man kann sie bei­spiels­wei­se auch dru­cken – mit Be­ton aus ei­nem groß­for­ma­ti­gen 3D-Prin­ter. Das Dru­cken in drei Di­men­sio­nen ist in der Bau­bran­che an­ge­kom­men. Bis­lang vor al­lem in Form ein­zel­ner Pi­lot­pro­jek­te. Aber sie ma­chen deut­lich, wo­rin das Po­ten­zial des Ver­fah­rens lie­gen könn­te. 

„Noch steckt die Tech­no­lo­gie in den Kin­der­schu­hen. Aber wir ha­ben Sie­ben-Mei­len-Stie­fel an“, sagt etwa Alexander Hoffmann. Der Ar­chi­tekt und Mit­in­ha­ber des Pla­nungs­bü­ros Men­se-Kor­te war maß­geb­lich an der Rea­li­sie­rung des ers­ten Wohn­hau­ses aus dem 3D-Dru­cker im nord­rhein-west­fä­li­schen Beckum be­tei­ligt. Im Som­mer 2021 wurde es fer­tig­ge­stellt.  

In dem be­ton­grau­en Ku­bus ver­tei­len sich 160 Qua­drat­me­ter Wohn­flä­che auf Erd- und Ober­ge­schoss. Auf­fal­lend sind die ab­ge­run­de­ten Ecken und die fein­li­nier­te Struk­tur der Wän­de: Beim 3D-Druck von Häu­sern trägt ei­ne Dü­se das Bau­ma­te­rial – meist ei­ne Mi­schung aus Be­ton und ver­schie­de­nen Zu­sät­zen – in zen­ti­me­ter­dün­nen Schich­ten auf. So als wür­de ein Kon­di­tor mit ei­nem Spritz­beu­tel vol­ler Sah­ne ei­ne Tor­te de­ko­rie­ren. 

Der Druck­kopf hängt in ei­ner Tra­ver­sen­kon­struk­tion, ei­nem Ge­rüst, das die Au­ßen­ma­ße des Ge­bäu­des de­fi­niert, und fährt au­to­ma­ti­siert den di­gi­ta­len Bau­plan ab. Das er­öff­ne deut­lich mehr Ge­stal­tungs­chan­cen als beim klas­si­schen Hoch­bau, sagt Hoff­mann: „Für den Dru­cker spielt es kei­ne Rol­le, ob ei­ne Wand ge­ra­de oder ge­schwun­gen ist. Das wä­re im her­kömm­li­chen Bau un­fass­bar teu­er.“ 

Und es wür­de deut­lich län­ger dau­ern: Das Dru­cken nimmt we­ni­ger Zeit in An­spruch als die gän­gi­gen Bau­ver­fah­ren. Auf rund 100 Stun­den be­lief sich beim Haus in Beckum die rei­ne Druck­zeit. Acht Mo­na­te dau­er­te es, bis das Haus in­klu­si­ve In­nen­aus­bau kom­plett fer­tig war. Ein Jahr lang stand es In­te­res­sier­ten zur Be­sich­ti­gung of­fen, mitt­ler­wei­le ist es be­wohnt. 

Ne­ben der Zeit­er­spar­nis beim Bau sieht Ar­chi­tekt Hoff­mann noch wei­te­re Vor­tei­le: Es ist we­ni­ger Ma­ter­ial er­for­der­lich, „weil nur das ge­druckt wird, was man tat­säch­lich braucht“. Und man be­nö­ti­ge we­ni­ger Per­so­nal auf der Bau­stel­le. Zwei bis drei Per­so­nen, die den Druck­vor­gang am Lap­top über­wa­chen, reich­ten aus.  

Den­noch wird das Bau­en mit dem Dru­cker die klas­si­schen Bau­tech­ni­ken so schnell nicht ab­lö­sen, sagt Sebastian Heine. Der Bau­in­genieur forscht an der Bau­haus-Uni­ver­si­tät Wei­mar zum ro­bo­ter­ge­stütz­ten 3D-Be­ton­druck. Mal eben in ein paar Ta­gen feh­len­den Wohn­raum mit dem Dru­cker hin­zu­stel­len, das funk­tio­nie­re noch nicht, so Heine. Denn die An­for­de­run­gen sind hoch, an die tech­ni­sche In­fra­struk­tur, an die Aus­füh­ren­den, an den Bau­stoff.

Hier er­war­tet Hei­ne in den kom­men­den Jah­ren noch viel Ent­wick­lungs­ar­beit, vor al­lem zu Mög­lich­kei­ten, den öko­lo­gi­schen Fuß­ab­druck des Ma­te­rials zu ver­bes­sern: Die Her­stel­lung von Ze­ment ist nach wie vor sehr ener­gie­in­ten­siv und mit ho­hen CO2-Emis­sio­nen ver­bun­den. Der Be­ton für den 3D-Druck ist auf­grund der üb­li­cher­wei­se ho­hen Ze­ment­ge­hal­te al­so nicht be­son­ders nach­hal­tig. 

Den ur­sprüng­lich sehr ho­hen Ze­ment­ge­halt der Druck­mas­se von 500 bis 600 Ki­lo­gramm pro Ku­bik­me­ter ha­be man im­mer­hin be­reits hal­bie­ren und da­mit auf die im kon­ven­tio­nel­len Be­ton­bau üb­li­che Men­ge re­du­zie­ren kön­nen, sagt Heine. Auch zu al­ter­na­ti­ven Ma­te­ria­lien wer­de ge­forscht, bei­spiels­wei­se mit Gips oder Holz­be­ton. Und die Re­cycling­mög­lich­kei­ten sei­en gut, ver­spre­chen die Her­stel­ler: Das Ma­te­rial kön­ne für neue Häu­ser oder im Stra­ßen­bau wie­der­ver­wen­det wer­den.

Hei­ne sieht der­zeit das Po­ten­zial der Tech­no­lo­gie vor al­lem in der Fer­ti­gung ein­zel­ner Bau­tei­le. De­cken­durch­brü­che, Schä­chte oder ge­schwun­ge­ne Ele­men­te müs­sen nicht auf­wen­dig vor Ort in ei­ne Scha­lung ge­gos­sen wer­den, son­dern las­sen sich im 3D-Dru­cker vor­fer­ti­gen. Kom­plet­te Häu­ser aus dem Dru­cker – das sind vor­erst Pi­lot­pro­jek­te, an de­nen die neue Tech­no­lo­gie für die Pra­xis er­probt wird. Ein Mehr­fa­mi­lien­haus wur­de in Wei­ßen­horn bei Ulm er­rich­tet und das eu­ro­pa­weit bis­lang größ­te ge­druck­te Haus steht in Hei­del­berg, es dient als Re­chen­zen­trum. 

Beim Bund Deut­scher Ar­chi­tek­tin­nen und Ar­chi­tek­ten ist man in der Be­wer­tung e­her zu­rück­hal­tend: „Wir beo­bach­ten den 3D-Druck-Bau mit Be­ton so­wie ähn­li­che Ver­fah­ren mit In­te­res­se, da die Bau­wen­de so­wie die Ver­bes­se­rung der an­ge­spann­ten Woh­nungs­markt­si­tua­tion in den Städ­ten ver­schie­de­ne pa­ral­le­le An­sät­ze be­nö­tigt“, heißt es von dort.  

Der Beckumer Ar­chi­tekt Alexander Hoffmann ist al­ler­dings über­zeugt, dass sich Woh­nungs­not mit­hil­fe der neu­en Tech­no­lo­gie lin­dern lie­ße: „Schon in we­ni­gen Jah­ren wird das Bau­en aus dem Dru­cker preis­gün­sti­ger sein als der klas­si­sche Hoch­bau. Man muss ein­fach mal an­fan­gen.“