Deutschlands erstes Wohnhaus aus dem 3D-Drucker in Beckum mit Abdichtung von Remmers

In Beckum wurde Mitte 2021 nach Plänen des ortsansässigen Büros Mense-Korte ingenieure+architekten das deutschlandweit erste Wohnhaus im Betondruckverfahren fertiggestellt. Bei der Gebäudeabdichtung kam ein leistungsstarkes System von Remmers zum Einsatz.

Die Idee zur Erstellung eines Wohnhauses im 3D-Druck stammte von einem Unternehmer aus Beckum. Gemeinsam mit drei weiteren Unternehmern gründete Waldemar Korte 2019 die Hous3Druck UG – dann begannen sie damit, ihren Traum einer neuen Dimension des Bauens in die Tat umzusetzen. Wie bereits in bauhandwerk 12.2020 und 10.2021 berichtet, sollte auf einem freien Grundstück in Beckum nach Plänen des Büros Mense-Korte ingenieure+architekten ein Einfamilienhaus mit 160 m2 Wohnfläche verteilt über zwei Geschosse entstehen. Schnell fanden die Unternehmer geeignete Industriepartner für die Realisierung und das Sponsoring des Pionierprojekts. Die innovative Drucktechnologie kommt vom dänischen Hersteller Cobod – umgesetzt durch das deutsche Unternehmen Peri.

Erfolgreiche Zulassung für Druckverfahren

Schließlich konnten auch alle behördlichen Genehmigungs- und Prüfungsprozesse für die in Deutschland noch weitgehend unbekannte Bautechnik erfolgreich abgeschlossen werden. Das Ingenieurbüro Schießl Gehlen Sodeikat aus München unterstützte bei der Erarbeitung der Genehmigung, während die Zulassungsprüfungen am Centrum Baustoffe München der Technischen Universität München durchgeführt wurden. Waldemar Korte zeigt sich begeistert: „Das Betondruckverfahren bietet Planern ein hohes Maß an Designfreiheit in der Gestaltung von Gebäuden, die in herkömmlicher Bauweise nur mit einem hohen finanziellen Aufwand umsetzbar wären.“ Diese Potenziale erkannte auch das Land Nordrhein-Westfalen und förderte den 3D-Druck in Beckum im Rahmen des Programms „Innovatives Bauen“.

Schichtweiser Betonauftrag 

Gedruckt wurde das zweigeschossige Gebäude mit einem speziellen Portaldrucker von Peri (Typ BOD2). Dabei bewegt sich der Druckkopf über drei Achsen auf einem fest installierten Metallrahmen und trägt das speziell für den 3D-Druck entwickelte Mörtelmaterialauf. Da der Druck Schicht für Schicht erfolgt, ähnelt die Fassadenoptik letztendlich einem klassischen Kammzugputz. Für die Steuerung des Druckers sind lediglich zwei Personen erforderlich, denn der Druckkopf und die Druckergebnisse werden kontinuierlich und automatisch per Kamera überwacht. Der Druckprozess vollzieht sich überaus schnell – für 1 m2 der als doppelschalige Konstruktion geplanten Außenwand benötigt das System nur fünf Minuten. Die äußere Wetterschale und die Innenschale werden über Luftschichtanker miteinander verbunden. Dazwischen befindet sich eine 16 cm dicke Kerndämmung aus Perliteschüttung. Während des Druckprozesses konnte zum Beispiel dasVerlegen von Leerrohren oder Anschlüssen direkt mit erfolgen. „Das Verfahren ist extrem zeitsparend und rationell. Das sorgt für bessere Planbarkeit von Kosten und Terminen“, erklärt Waldemar Korte.

Fachgerechte Abdichtung von Sockel und Bodenplatte 

Bei der Gebäudeabdichtung des Pionierprojekts vertrauten die Verantwortlichen auf die jahrzehntelange Expertise von Remmers. Nach eingehender Beratung durch Remmers Fachvertreter Markus Papenbrock aus Beelen und dem Remmers Technik Service kam für die Herstellung der Sockelabdichtung von außen und unter den aufgehenden Wänden beziehungsweise der Bodenplatte ein aufeinander abgestimmtes Abdichtungssystem zum Einsatz.

Zunächst erfolgte die Untergrundvorbereitung durch Anschleifen mit einem Diamantschleifgerät. Danach trugen die Mitarbeiter von Bautenschutz Wendt aus Ennigerloh die speziell für saugende mineralische Untergründe entwickelte Grundierung „Kiesol MB“ auf den Beton auf. Im nächsten Schritt erfolgte eine Kratzspachtelung mit „MB 2K“. Die multifunktionale Bauwerksabdichtung vereint als flexible polymermodifizierte Dickbeschichtung (FPD) die Eigenschaften flexibler, rissüberbrückender, mineralischer Dichtungsschlämmen MDS (AbP gemäß PGMDS/ FPD) und Bitumendickbeschichtungen PMBC (U-Bericht gemäß DIN EN 15 814) und erfüllt so alle Anforderungen an eine moderne Bauwerksabdichtung. Nach der Trocknung der Kratzspachtelung wurden zwei Abdichtungslagen „MB 2K“ aufgetragen. Nach dem gleichen Prinzip erfolgte auch die Abdichtung der Bodenplatte im Inneren des Gebäudes. Somit ist eine dauerhafte und zuverlässige Widerstandsfähigkeit gegen Feuchte und andere Witterungseinflüsse gewährleistet.

Zukunftsweisendes Bauprojekt 

Innovative Bautechnik, effizientere Prozesse, planbare Ergebnisse: Waldemar Korte ist sich sicher, dass der 3D-Druck zukünftig große Potenziale für die Baubranche eröffnet: „Das Bauen und Planen, wie wir es seit Jahrhunderten kennen, wird sich in vielen Bereichen grundlegend ändern. Wir sind dankbar, mit unserem gedruckten Haus einen entscheidenden Beitrag hierzu geleistet zu haben.“

Autor

Rainer Spirgatis ist Produktmanager Bautenschutz bei der Firma Remmers in Löningen.

Baubeteiligte (Auswahl)

Bauherr Hous3Ddruck UG, Beckum, www.housedruck.de

Architekt/Planung Mense-Korte ingeninieure + architekten, Beckum, mense-korte.de 

Abdichtungsarbeiten Bautenschutz Wendt, Ennigerloh

Fachberatung Abdichtung Papenbrock OHG, Markus Papenbrock, Beelen

Herstellerindex (Auswahl)

Schaumglasdämmung Glapor, Mitterteich, www.glapor.de

Bauwerksabdichtung Remmers, Löningen, www.remmers.com

3D-Druck-Haus in Beckum mit Schaumglas gedämmt 

Waldemar Korte wollte nicht nur mit dem 3D-Druck an sich ein Zeichen setzen, sondern dem gesamten Projekt einen durchgängig nachhaltigen Stempel aufdrückte. „Nachhaltig bauen in allen Facetten, da geht es neben grundsätzlichen Überlegungen zu Größe, Form und Variabilität einer Immobilie auch um die geplante Nutzungsdauer, die Herstellung und Haltbarkeit sowie – im Falle des Falles – die Recyclingfähigkeit der verwendeten Dämmmaterialien“, so Architekt Waldemar Korte. Um besonders nachhaltigen Energieanforderungen gerecht zu werden, setzte Korte auf „Glas“ unter der Bodenplatte – Schaumglasschotter „SG 800 P“ von Glapor. „Glapor fertigt in Deutschland, der Dämmstoff ist kunststofffrei, wird aus Recyclingglas produziert und ist selbst wiederum komplett wiederverwend- oder recyclebar“, erklärt der Architekt.

Die Lieferung der insgesamt 33 m3 des sehr leichten Dämmschotters erfolgte als Schüttgut direkt ab Glapor-Werk. Der Einbau ist so einfach wie haltbar: Im abgetragenen Baufenster wird ein spezielles Geotextil verlegt, der Schaumglasschotter unter nur sehr leichtem Verdichtungsdruck schichtweise eingebaut und das Geotextil zuletzt wieder bis unter die entstehende Bodenplatte gezogen. „Statisch einwandfrei dank geprüfter Methode, ein Nachweis oder zusätzliche Berechnungen zur Standsicherheit oder Belastungsklasse entfallen dadurch“, erklärt Helge Flöge, Head of Marketing & Technology bei Glapor. Nach einer Stauchung von rund 30 Prozent von Schütt- zu verdichteter Höhe reichen dem Haus aus dem Betondrucker 25 cm Schaumglas unter der Bodenplatte für warme und standhafte Füße. Der sonst übliche Unterbau aus gebrochenem Steinmaterial und die damit verbundene Ausgleichsschicht aus Sand zur Einbringung von Perimeterdämmplatten entfallen damit komplett. Gerade auch bei komplexeren Grundformen, wie im Fall des 3D-Druck-Hauses in Beckum mit seinen gerundeten Außenwänden, sind zudem keine aufwändigen Anpassungen und Schnitte nötig.

Durch die Ummantelung mit Geotextil liegt der Schaumglasschotter geschützt vor groben Verunreinigungen oder der Durchmischung mit anderem Erdreich. Da Schaumglas keinerlei Wasser aufnimmt oder akkumuliert, bleibt die Funktion als lastabtragender, dämmender Unterbau quasi lebenslang erhalten. Bei einem eventuellen Rückbau kann der Schaumglasschotter dadurch problemlos aufgenommen und an anderer Stelle wieder eingesetzt werden. „Dass das Material als wahrscheinlich einziger Dämmstoff komplett nagetiersicher ist, zählt obendrein in die lange Haltbarkeit und Sicherheit für den Bauherren ein“, bescheinigt nochmals Korte.

Stauchungsfreies ohne Dampfsperre

Auch beim Dachaufbau des Flachdachs setzten die Architekten von Mense-Korte auf Schaumglas. „Wir wollten auch hier ganz bewusst auf den Einsatz von Kunststoff, also EPS, XPS und Co., verzichten. Außerdem war uns eine absolut unterlaufsichere Konstruktion wichtig.“ Die Dachdämmung erfolgte mithilfe einer Systemdämmung von Glapor. Die in zwei Lagen eingebauten Schaumglasplatten „PG 900.3“ verfügen in der oberen Ebene über ein integriertes Systemgefälle für eine zuverlässig funktionierende Entwässerung der rund 100 m2 Dachfläche. Mit der verwendeten Grundplatte von 140 mm Höhe und der Gefälleplatte mit zweiprozentigem Gefälle sowie 120 mm gemittelter Höhe ergab sich ein Dämmaufbau zwischen 30 cm an der höchsten und 18 cm an der niedrigsten Stelle.

Das Verfahren für den Einbau kennt man in der Branche: „Die Schaumglasplatten werden mithilfe von Heißbitumen vollflächig verklebt. Das ist zwar etwas aufwändiger, im Gegenzug spart man sich aber sowohl das Material als auch den Einbau einer Dampfsperre – die ist bei den Schaumglasplatten nicht nötig“, erklärt Hans-Werner Peitz, Dachdecker der gleichnamigen Peitz Bedachungen GmbH & Co. KG. Die Platten werden direkt auf Haftgrund verlegt und mithilfe des Bitumens verklebt, obenauf folgt eine EPDM-Bahn, im Fall des 3D-gedruckten Hauses in Beckum noch ein Gründachaufbau. Auch der erhöhten Belastung durch Drainage-, Vegetationsschichten, Substrat und Pflanzen hält Schaumglas stauchungsfrei stand. Zur Bearbeitung des Dämmstoffs sind eine Handsäge, für sehr feine Anpassungen gegebenenfalls eine Feile nötig. Der Zuschnitt erfolgt nahezu staubfrei, eine statische Aufladung, herumfliegende EPS-Flöckchen oder beißender Geruch bei der Anwendung eines heißen Drahts in Kunststoff erübrigen sich.

Schaumglasstreifen als Fensteranschlag

Eine Sonderanwendung findet sich in den gedruckten Fensterlaibungen: Glapor schnitt hierfür Standard-Schaumglasplatten ab Werk auf vordefinierte Streifen, die dann während des Druckprozesses als Anschlag für die Fenster feinangepasst und eingefügt wurden. „Wir brauchten eine ebene Anschlussfläche für die Fenster, gleichzeitig eine thermische Entkopplung, um Wärmebrücken und die damit verbundene Taupunktbildung zu umgehen“, erklärt Korte die Verwendung. „Es bot sich an, auch hier auf Schaumglas zu setzen und damit den Anspruch nach einer durchgängig kunststofffreien Dämmung aufrechtzuerhalten.“

Weitere Informationen zu den Unternehmen
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