Digitalisierung

Ein Haus aus dem Drucker – gebaut von Robotern

| Redakteur: Katharina Juschkat

Computergenerierte Visualisierung des DFAB House auf dem Campus in Dübendorf. Das Haus ist das weltweit erste Haus, das weitgehend mit digitalen Prozessen entworfen, geplant und gebaut wird.
Computergenerierte Visualisierung des DFAB House auf dem Campus in Dübendorf. Das Haus ist das weltweit erste Haus, das weitgehend mit digitalen Prozessen entworfen, geplant und gebaut wird. (Bild: NCCR Digital Fabrication, 2017)

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Roboter bauen die Mauern und die Decken kommen aus dem 3D-Drucker – so plant ein Forschungsprojekt der ETH Zürich aktuell den Bau eines Projekthauses. Der Startschuss ist bereits gefallen und die Roboter rollen schon über die Baustelle.

Die Digitalisierung macht auch vor der Architektur keinen Halt. Zur aktuellen Entwicklung trägt der Nationale Forschungsschwerpunkt „Digitale Fabrikation“ bei, bei den sich Architekten mit Robotikern, Materialwissenschaftlern, Statikern und Nachhaltigkeitsexperten mit Partnern aus der Wirtschaft zusammengetan haben, um neue Bautechnologien zu entwickeln.

Die Forschung bleibt jedoch nicht bei der Theorie: Auf dem Campus in Dübendorf testen sie die neuen Technologien unter realistischen Bedingungen. Das neueste Projekt, an dem aktuell gebaut wird, ist das DFAB House. Das Haus ist nicht nur digital entworfen und geplant, sondern soll auch weitgehend mit digitalen Prozessen gebaut werden. Mit diesem Pilotprojekt wollen die Professoren der ETH Zürich herausfinden, inwiefern digitale Technologien das Bauen nachhaltiger und effizienter machen und das gestalterische Potential erhöhen können.

Dabei stimmten sie die einzelnen Bauteile digital aufeinander ab und fabrizieren sie direkt ab diesen Daten. Eine konventionelle Ausführungsplanung entfällt. Ab Sommer 2018 soll das dreistöckige Gebäude mit einer Nutzfläche von 200 m² Gastforschenden als Wohn- und Arbeitsort dienen.

Vier neue Bauverfahren getestet

Für das DFAB House wollen die Forscher gleich vier verschiedene Bauverfahren testen. Die Bauarbeiten starteten mit der sogenannten „Mesh Mould“-Technologie. Dabei fabriziert ein zwei Meter großer Bauroboter Stahldrahtgitter, die so engmaschig sind, dass die spezielle Betonmischung innerhalb der Gitter bleibt. Der Roboter „In situ Fabricator“ bewegt sich auf Raupen vollkommen autonom – auch wenn sich die Umgebung ständig ändert. Die besondere Struktur des Stahldrahtgitters ermöglicht eine doppeltgekrümmte, tragende Wand, welche den offenen Wohn- und Arbeitsbereich im Erdgeschoss prägt.

Auf dieser Wand soll dann ein sogenannter „Smart Slab“ als Decke kommen. Für deren Schalung verwenden die Forscher großformatigen 3D-Sanddruck. Für die Fassade des Erdgeschosses fabriziert das robotische Gleitschalungsverfahren „Smart Dynamic Casting“ maßgeschneiderte Fassadenpfosten aus Beton. Die beiden oberen Stockwerke konstruieren die Forscher schließlich als einen von kooperierenden Robotern zusammengefügten Holzbau, der im Robotic Fabrication Laboratory in der ETH Zürich vorfabriziert wird.

Matthias Kohler, Initiator des DFAB House, ist vor allem stolz auf die Vielfalt an neuen Bautechnologien: „Im Gegensatz zu Bauprojekten, die nur eine digitale Bautechnologie nutzen wie 3D-gedruckte Häuser, bringt unser Haus verschiedene neue, digitale Bautechnologien zusammen.“ So können die Forscher sowohl die Vorteile jeder einzelnen Methode als auch deren Synergien nutzen.

Digitale Technologien sollen auch zum Einsatz kommen, wenn das DFAB House ab Sommer 2018 bewohnt wird. Unter der Federführung der Digitalstrom AG und in Kooperation mit mehreren anderen Schweizer Unternehmen werden neue Smart-Home-Lösungen und Internet-of-Things-Technologien getestet. Dazu gehören Geräte und Systeme, die intelligent miteinander kommunizieren, lernfähig sind und das Gebäude so steuern, dass sowohl die Energieeffizienz wie auch der Wohnkomfort verbessert werden soll.

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