3D-gedruckte Gebäude

Rings um den Globus läuft gerade ein Wettrennen zum Thema Bauen aus dem 3D-Drucker. Waren es zunächst nur Bauteile aus Kunststoff, so sollen ja inzwischen ganze Häuser aus dem Drucker kommen. Die Chinesen scheinen sich an die Sptze der Entwicklung zu setzen. Womöglich will man mit den sagenhaft hohen Arbeitszeiteinsparungen die lästigen Heerscharen von Wanderarbeitern woanders hinschicken.

Doch gemach: bis jetzt sieht man jenseits des Einsatzes von indiskutablem Plastik als Schalung für herkömmlichen Beton nur Versuche mit mineralischen Baustoffmixturen, die allerbestenfalls an den traditionellen Mauerwerksbau mit seinen druckbeanspruchten Bauteilen heranreichen. Viel mehr als Gotik 2.0 erreicht man damit nicht. Von Baustoffen, die auch höhere Zugbelastungen abtragen, ist bislang nicht die Rede. Eigentlich befindet sich der 3D-Ansatz noch auf einer Stufe mit Ramses II (ca. 1300-1212 ante zero).

Man darf auch nicht übersehen, dass die reine Erstellung der Raumabschlüsse (der traditionelle Rohbau) nur weniger als die Hälfte vom Gesamtprozess Bauen ausmacht. Selbst wenn man sich die „Versorgungsinnereien“ noch druckbar vorstellen kann – überlebt das Parkett womöglich nur noch als Idee und Foto unter Polyurethan? Und wer druckt die Baugrube?

Solange sich der 3D-Druck nur mit der Nachahmung von Bauweisen beschäftigt, die aus den Bedingungen des Handwerks entstanden sind, kann man keine grundsätzlichen Neuerungen erwarten. Besten- oder je nach Blickwinkel schlimmstenfalls wäre damit Arbeitsplatzabbau verbunden.

Gelingt irgendwann der Einsatz von Baustoffen, die alle sinnvollen Anforderungen an Druck- und Zugfestigkeit, an Feuerwiderstand und verträglichem Temperaturausdehnungsverhalten, an Dauerhaftigkeit, Umweltverträglichkeit und nicht zuletzt Bezahlbarkeit erfüllen, so wäre man in etwa auf dem Level eines nachempfundenen Status quo. Reisst niemand vom Hocker.

Interessant wird die Sache erst, wenn sie zumindest in die Nähe eines Endes weitergedacht wird:

Bislang führt der Weg ja von der Idee im Hirn des Entwerfers über die Analyse der Aufgabe im Hirn des Fachplaners zur Synthese des Gebauten durch die Hand des Ausführenden (ja, Hirn wird er auch noch brauchen). Nimmt man jetzt die evolutionsstrategischen Algorithmen der Bionik mit ins Spiel, dann könnte, vorausgesetzt mit Hilfe einer – bislang hypothetischen – Maschine gelänge die Addition und auch Subtraktion (bisher: Presslufthammer 🙂 ) eines geeigneten Baustoffs in beliebiger Form und an beliebiger Stelle, dieser Prozess in rückgekoppelter Form dem Material selbst überlassen werden. Materialanbau zum Ausgleich von Spannungsspitzen, Abbau wo nicht benötigt. Baumpapst Mattheck lässt grüßen (natürlich breit auf Sächsisch).

Und: man sollte sich keine Illusionen darüber machen, mit welchem Anteil das geglückte Überleben unserer Bauwerke auch bisher nur durch die „Schläue des Materials“ zu beziffern wäre…

Louis G. Le Roy

Heute weiß ja jeder was Ökologie ist, oder? Indem der Begriff mit zunehmender Breite Eingang in die Alltagswelt des Einzelnen gefunden hat scheint er jedoch in gleichem Maß an Tiefe verloren zu haben. Offenbar der übliche Banalisierungsprozess im Zuge gesellschaftlicher Absorption. Hier sei mal an einen der Großen der jüngeren Ökologiebewegung erinnert, Louis G. Le Roy. Bei jedem, der 1980 seinen Vortrag beim Kongress „Natürlich Bauen“ in Frei Ottos Institut für leichte Flächentragwerke erleben durfte, hat er lebenslang prägende Spuren hinterlassen.

Das faszinierende Bild eines einsam blühenden, sich in der Fuge zwischen Gehwegplatte und Hauswand behauptenden Löwenzahns, auf eine 4 Meter hohe Leinwand projiziert, schlug alle Zuhörer in seinen Bann. Mit seinen genau 2 Worten: „Taraxacum officinale“ gab Le Roy all die rührenden Versuche unserer Generationen von Planern, Stadträume mit irgendwas Grünem zu möblieren, einer hilflosen Lächerlichkeit preis. Auch in Jahren wird man noch den Waschbetonkübel samt sibirischer Zwergtanne sommers per Tankfahrzeug bewässern, der Löwenzahn wird da schon längst beseitigt sein.

Le Roys Ziel war es, Wechselwirkungen zwischen Mensch und seiner Umwelt in Richtung wachsender Komplexität zu ermöglichen und zu unterstützen. Die experimentelle Gestaltung eines ganzen Straßenzuges im niederländischen Heerenveen mit Bauschutt und Pflanzungen ist legendär.

Ein wesentlicher Aspekt der Ökologie in seinem Sinne hat nie Eingang in die öffentliche Diskussion gefunden, die Beschränkung. Wie denn auch, mit Nichtstun lässt sich nun mal kein Umsatz erzielen, wo sich doch alles, was nicht offensichtlich gesundheitsgefährdend oder durch Kindersklavenarbeit erzeugt wurde so toll als „nachhaltig und ökologisch“ verkaufen lässt. Le Roy sinngemäß: „ In ihrem Garten liegt eine Steinplatte. Sie heben sie hoch um zu sehen, was denn darunter los ist und geben sie genau wieder an ihren Platz, dann handeln Sie umweltbewusst. Wenn Sie Ökologie verstanden haben lassen Sie die Platte an ihrem Platz liegen.“

Ist das zu schaffen?

Literatur:

Louis G. Le Roy, Natur ausschalten – Natur einschalten, Klett-Cotta, Stuttgart 1978

 

Galerie der Risse #3

48° 24´ 39″ N    9° 58´ 59″ O

 

Stetig wachsendes Problem: Einlegearbeiten

         

Seit Jahren lässt sich eine ungebremste Zunahme der Leerrohr-Installation in den Decken des Wohnungsbaus verfolgen. Bei jedem Bauvorhaben wird nochmal was draufgesattelt. Ein um sich greifendes  Missverständnis der E-Planer : der verbaute Beton als Einbettungsmedium für Kilometer von Leerrohren. Andererseits : was nützt die umfassendste Versorgung mit elektrischer Energie wenn das genutzte Gehäuse mangels Beton nicht stehen bleibt … Die Praxis der E-Planung speziell im Wohnungsbau befindet sich auf einem Weg, der solcherart fortgesetzt zum Holzweg wird. Wenn sich der real geplante Leitungs- und Leerrohr-Overkill letztendlich nicht mehr in den vollgestopften Bauteilen unterbringen lässt sollte auch dem letzten Elektroplaner in der so hell erleuchteten Birne zumindest ein Fragezeichen erscheinen. Nirgendwo ein Ansatz die zunehmend grenzwertige Praxis in Frage zu stellen. Es wird immer noch zu häufig vom bewehrungsabnehmenden Ingenieur verlangt, dass er doch bitte ohne Aufhebens das erzeugte Fiasko freigeben möge. Mir sind Stahl“beton“decken untergekommen, die nicht betoniert werden konnten – weil schlicht kein Platz mehr für den Beton da war. Auch frühzeitige Appelle an den E-Planer führen nicht zum Erfolg einer geordneten Leerrohrtrassenführung weil im Regelfall die entsprechenden Hinweise des Tragwerklers nicht ihren Weg bis aufs Vesperbrotpapier des  Ausführenden vor Ort finden.

Literatur zur Bemessung von Decken mit eingebauten Leitungen gibt es vereinzelt (z.B. C. Thiele : „Zum Tragverhalten von Stahlbetonplatten ohne Querkraftbewehrung mit integrierten Leitungsführungen, Dissertation Kaiserslautern 2010). Die Theorie führt aber nicht weit. Das auf der Baustelle anzutreffende Chaos der übereinander liegenden Leitungen und völlig planloser Kreuzungen spielt offensichtlich in einem ganz anderen Teil des Sonnensystems.

Die Entwicklung lässt sich m.E. nur durch komplette Trennung der Gewerke in wieder vertretbare Bahnen lenken. Die E-Installation muss logisch unter der Decke verlegt werden. Die direkt verbaute Deckenbekleidung (z.B. Knauf®  Deckensystem) lässt ausreichend Raum zwischen den Abstandsprofilen. Planungsseitig „bekommt“ die E-Installation ein wohnungszentrales Installationselement, das gleichzeitig die Unterverteilung mit Sicherungen, den Heizungsverteiler, die Verbrauchsmessung und die Medien beinhalten kann. An der Deckenunterseite wäre eine Aussparung zur Aufnahme der Kabelrundungen etc. vorzusehen.

Die Vorteile:

1. Entflechtung der Gewerke, damit zügiger Rohbauablauf ohne Wartezeiten auf den Leerrohrverleger
2. kein „Vorab-Installateur“ noch vor Vergabe E-Gewerk nötig
3. Leitungsbeschädigungen während der Bewehrungs- und Betonierarbeiten ausgeschlossen
4. Installation innerhalb der Wohneinheit, keine „Reparaturleitungen“ oberhalb der Geschoßdecke und des Brandabschnitts
5. Kabel- statt Leerrohrinstallation
6. Zugänglichkeit, Veränderungs- und Erweiterungsmöglichkeit
7. nutzungsangepasster Einbau von Spot-Beleuchtungen, Einbau in Elementdecken passt fertigungsbedingt oft nicht und passt schon gar nicht mehr bei Nutzungsänderung

Die Nachteile:

1. Die 45 mm zusätzliche Installationsebene verlangen bei üblichen Geschoßhöhen von 2,90 m eine Mehrhöhe von 1,5%.
2. Die Kosten für die Deckenverkleidung sind nicht vernachlässigbar.

Die Mehrkosten relativieren sich wenn man sich vergegenwärtigt, dass der bisher praktizierte Einbau in die Rohdecke durchaus Reibung verursacht. Wenn der Installateur merkt, dass immer wieder Nachbesserungen nötig werden, wird er seine Einheitspreise überdenken. Der Ingenieur wird sich seine Zeit für die Mehrfachabnahme bezahlen lassen. Und letztlich werden mit der Leerrohrorgie Tragreserven im Bauwerk in Anspruch genommen, die man lieber für Wichtigeres vorgehalten hätte.

Es ist zu hoffen, dass endlich mal ein Bauträger die (gar nicht so überzeugend) bewährten Wege nicht weiter verfolgt sondern von seinen E-Planern eine durchgängig höhere Qualität fordert.

Galerie der Risse #2

48°24´43´´N    9°58´53´´O