10.11.2021

Haus aus dem 3D-Drucker: So setzt STRABAG das neue Verfahren ein

An einem STRABAG-Standort in Niederösterreich entsteht in nur 45 Stunden Druckzeit ein neues Bürogebäude. Was bringt das neue Verfahren und wo liegen die Herausforderungen?
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Der 3D-Druck ermöglicht Gestaltungsfreiräume gegenüber dem klassischen Betonbau, wie z.B. architektonisch ansprechende abgerundete Formen. © STRABAG/ Peri
Der 3D-Druck ermöglicht Gestaltungsfreiräume gegenüber dem klassischen Betonbau, wie z.B. architektonisch ansprechende abgerundete Formen. © STRABAG/ Peri
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Gerade einmal 45 Stunden arbeitet der 3D-Drucker am Rohbau des neuen STRABAG-Büros in in Niederösterreich. In Hausleiten stand dazu ein haushoher 3D-Drucker, der Schicht für Schicht Beton auftrug, bis der 125 Quadratmeter große Bau fertig war. „Der 3D-Betondruck bringt einen wichtigen Innovationsimpuls für die Baubranche und ist eine spannende Ergänzung zu anderen Bauweisen. Wir wollen mit diesem Praxistest gemeinsam mit unseren Partnern PERI und Lafarge den 3D-Betondruck weiterentwickeln”, sagt der für Digitalisierung und Innovation verantwortliche STRABAG-Vorstand Klemens Haselsteiner.

Auf einem fest installierten Metallrahmen bewegt sich der 3D-Drucker über drei Achsen an jede Position innerhalb der Konstruktion. Zunächst werden mit dem Trockenmörtel schichtweise zwei parallele Druckbahnen aufgebaut, die eine Hohlwand bilden. Die Wand wird schließlich mit Ortbeton aufgefüllt. Während dieses Vorgangs berücksichtigt der Drucker bereits spätere Leitungen und Anschlüsse. Selbst die Wärmedämmung wird mit dem 3D-Drucker umgesetzt, der dazu einfach eine zusätzliche Druckbahn vor die Außenwand setzt, die dann mit Dämmmaterial gefüllt wird. 

Diese Vorteile bringt der 3D-Betondrucker

Der Vorteil des Verfahrens liegt einerseits in der kurzen Bauzeit. Der BOD2 Portaldrucker des 3D-Betondruck-Pioniers PERI schafft einen Meter pro Sekunde. Gleichzeitig ermöglicht der 3D-Drucker gestalterische Spielräume, die im klassischen Betonbau schwierig umzusetzen sind – etwa abgerundete Wände. Neben den technischen Vorteilen, geht es aber auch darum, Fachkräfte effizienter einsetzen zu können, indem repetitive Tätigkeiten automatisiert werden. “Technologien wie der 3D-Betondruck sind einer von vielen notwendigen Wegen, um den Fachkräftemangel in unserer Branche auszugleichen. Ein wichtiger weiterer Weg ist natürlich, dass wir selbst Fachkräfte in Form einer qualitativ hochwertigen Ausbildung schaffen. Das tun wir z. B. auf unserem kürzlich eröffneten STRABAG Camp[us] Ybbs”, erklärt STRABAG-CEO Thomas Birtel. “Für uns ist auf längere Sicht der Facharbeiter, die Facharbeiterin nicht von der Baustelle wegzudenken”. 

© STRABAG/ Peri
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Facharbeiter und 3D-Drucker bauen gleichzeitig

Insofern war es für STRABAG auch wichtig, dass der Druckprozess so gestaltet ist, dass das Baustellenpersonal gleichzeitig am Bauwerk arbeiten kann. “Da es sich noch um eine sehr junge Technologie handelt, mussten wir beispielsweise Lösungen für Fensteranschlüsse und die Abdichtung zur Bodenplatte finden, damit das Bürogebäude auch dicht ist. Hier konnten unsere Ingenieure ihr Wissen und ihre Erfahrung einbringen”, so Haselsteiner. Gleichzeitig gebe es derzeit beim 3D-Betondruck noch Einschränkungen bei der Gebäudegröße: “Insofern sehe ich den 3D-Betondruck als eine spannende Ergänzung zu den aktuellen Bauweisen”.

Die Technologie hinter dem ersten 3D-gedruckten Haus in Österreich kommt von PERI, wo man sich bereits seit 5 Jahren intensiv mit dem Thema beschäftigt: “2018 haben wir uns an der dänischen Firma COBOD beteiligt, dem weltweit führenden Hersteller von 3D-Betondruckern. Der BOD2, der hier in Hausleiten druckt, stammt von unserem Technologiepartner COBOD”, sagt PERI-CEO Christian Schwörer. Er rechnet damit, dass die Technologie in den nächsten Jahren vor allem im Wohnungsbau an Bedeutung gewinnen wird – in Deutschland hat PERI in diesem Bereich bereits erste Projekte umgesetzt.

© STRABAG/ Peri
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Baubewilligung schafft wichtige Grundlage in Österreich

“Wichtig ist: alle unsere Projekte sind „echte“ Häuser, die alle baurechtlichen Genehmigungsprozesse durchlaufen haben, die vermietet und bewohnt werden, bzw. in denen Menschen arbeiten”, betont Thomas Imbacher, Vorstand Innovation & Marketing bei PERI. In Österreich ist der Weg für solche Projekte nun geebnet: “Wichtig war es auch, mit diesem ersten Projekt auf Behörden-Seite Wissen zu dieser neuen Technologie aufzubauen. Mit dieser Baubewilligung haben wir eine wichtige Grundlage für weitere Projekte dieser Art geschaffen”, sagt Peter Krammer, im STRABAG SE-Vorstand für Österreich zuständig.

Beton-3D-Druck ist auch materialseitig eine Herausforderung, denn das Druckmaterial muss lange verarbeitbar bleiben. “Das 3D-Druckmaterial, sprich der Trockenmörtel aus der TectorPrint-Serie, das beim Bürogebäude in Hausleiten zum Einsatz kommt, zeichnet sich durch eine lange Verarbeitbarkeit und hohe Pumpbarkeit aus”, erklärt Gernot Tritthart, Vertriebs- und Marketingdirektor bei Lafarge.

Videobeitrag zum 3D-Betondruck in Niederösterreich in der Show brutkasten backstage:

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Die EnerCube-Gründer Laurenz Sutterlüty und David Riedl | (c) Kathrin Gollackner Fotografie
Die EnerCube-Gründer Laurenz Sutterlüty und David Riedl | (c) Kathrin Gollackner Fotografie

Der Anteil fossiler Energieträger bei Heizungen liegt im EU-Schnitt nach wie vor über 75 Prozent. Die Umrüstung muss aber in den kommenden 15 bis 20 Jahren erfolgen. Und dabei erfreuen sich Wärmepumpen immer größerer Beliebtheit. So ein System in einem bestehenden Gebäude zu installieren, kann das aber ganz schön aufwändig werden. EnerCube aus dem Salzburger Seekirchen am Wallersee setzt mit seinem Produkt hier an und wird dabei von der Austria Wirtschaftsservice (aws) unterstützt.

Gesamte Anlage in einem Modul

“Die Installation, Planung und Koordination eines gängigen Wärmepumpen-Systems für ein Mehrfamilienhaus braucht vor Ort zwischen 200 und 500 Stunden. Mit unserem System sind es nur etwa 100 Stunden”, erklären die beiden EnerCube-Gründer Laurenz Sutterlüty und David Riedl. Und wie machen sie und ihr aktuell sechs Personen starke Team das? “Wir bauen die gesamte Anlage inklusive Heizraum in ein einziges, bei uns im Werk vorgefertigtes Modul, das etwa so groß ist, wie ein Autoparklplatz und vor dem Gebäude installiert wird”, erklärt Sutterlüty. Es müsse also kein Platz im Gebäude geschaffen werden und man könne auch im Winter umrüsten.

So sieht das Modul aus | (c) EnerCube

Bis zu 40 Wohneinheiten mit einer EnerCube-Einheit

Je nach Ausführung – EnerCube bietet drei verschiedene – können damit bis zu 40 Wohneinheiten beheizt werden – auch in voneinander getrennten Mehrparteienhäusern. “Durch eine optimierte Anordnung des Hydraulik- und Schichtspeichersystems, sowie den Einsatz hochwertigster Anlagenkomponenten, kommen wir auf 36 Prozent mehr Effizienz als durchschnittliche Systeme. Und mit einem FFG-geförderten und patentierten System haben wir den Schall um die Hälfte reduziert, damit die Anlagen selbst in eng bebauten Wohngebieten eingesetzt werden können”, erklärt Sutterlüty.

“Wir bleiben im B2B-Segment”

Aufgrund der Außeninstallation liegt der Fokus von EnerCube aktuell klar auf Mehrparteienhäusern im suburbanen Bereich. “Wir arbeiten aber auch an einer Lösung für den innerstädtischen Bereich”, verraten die beiden Gründer. Klar ist für sie aber: “Wir bleiben im B2B-Segment mit größeren Wohneinheiten. Dort ist unser System richtig skalierbar. Für Einfamilienhäuser gibt es schon kostengünstige Lösungen am Markt – da wollen wir nicht mitspielen. Bei großen Wohnanlagen tun sich andere Hersteller dagegen schwer mit standardisierten Lösungen.”

Großes Immobilienunternehmen erteilt Großaufträge

Und das Konzept geht wirtschaftlich auf. Im Februar 2023 gegründet, kommt EnerCube dieses Jahr auf zehn Module für insgesamt 200 Wohneinheiten – allesamt für ein bekanntes, großes Immobilienunternehmen. Im kommenden Jahr gibt es bereits Zusagen für Aufträge von über 30 Modulen. “Wir haben ein siebenstelliges Auftragsvolumen und sind Cashflow-positiv”, so Riedl.

Bis zu 80 Module im Jahr im EnerCube-Werk

Doch es gibt natürlich auch klare Wachstumspläne. Das maximale Produktionsvolumen in der Werkshalle in Salzburg liege bei 80 Einheiten pro Jahr, sagt der Gründer: “Wir haben auch schon Überlegungen für eine Produktionserweiterung.” Aktuell fertigt das Team seine Systeme hauptsächlich für Deutschland. Zielmarkt ist aber der gesamte DACH-Raum – und perspektivisch noch mehr.

“Ohne aws Preseed wäre das alles gar nicht möglich gewesen”

In der Finanzierung von all dem verzichtete EnerCube bislang auf klassische Startup-Investments. “Die Überlegung besteht aber für die Zukunft, um noch schneller skalieren zu können”, erklärt Riedl. Kapital von außen holte sich das Startup aber durchaus. “Wir haben das Material für unseren Prototypen über aws Preseed finanziert. Ohne das wäre das alles gar nicht möglich gewesen. So konnten wir schon aus der Garage hinaus das Produkt erfolgreich am Markt platzieren”, erzählen die Gründer.

Auch aws Seedfinancing und hilfreiche Workshops für EnerCube

Mittlerweile hat EnerCube auch eine aws-Seedfinancing-Förderung über die Programmschiene Innovative Solutions in Anspruch genommen, um den Ausbau voranzutreiben. Mit diesem Seed-Förderprogramm unterstützt die aws innovative Gründungsideen, die über die Unternehmensgrenzen hinaus einen positiven gesellschaftlichen Impact bewirken. Der Fokus liegt auf skalierbaren Geschäftsmodellen. Und auch sonst half die aws dem Startup in mehreren Bereichen weiter, wie Sutterlüty sagt: “Die Workshops waren für uns sehr hilfreich, etwa beim Thema IP. Das hat uns einen klaren Anreiz gebracht, Patente einzureichen und dieses Thema stärker anzugehen.” Denn auch bei der Weiterentwicklung des Produkts, hat EnerCube noch einiges vor.

*Disclaimer: Das Porträt entstand in Kooperation mit der Austria Wirtschaftsservice (aws).

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