Zukunft des Bauens So sieht das erste mit Robotern und 3D-Druck gebaute Haus aus

Zukunft des Bauens im DFAB-House

In ihrem DFAB-House in Zürcher Dübendorf zeigen die Forschungsanstelten Empa und Eawag, was mit digitaler Bautechnik heute möglich ist.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Das Haus ist Teil einer Demonstrationsanlage, an der die Forschungsanstalten neue Fertigungstechniken ausprobieren.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Das Kürzel DFAB steht dabei für digitale Fabrikation.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Die geschwungene Form dieser Wand beispielsweise wurde dank Robotertechnik möglich.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Das  Verfahren zum Bau der Armierung, die die filigran geschwungene Betonwand ermöglich, ist im Baulabor der ETH Zürich entstanden.

Bild: Keystone/Gaetan Bally

Erstellt wurde das Stahlgitter, das den Beton trägt und ihm seine Stabilität gibt, auf der Baustelle von einem Schweissroboter.

Bild: Keystone/Gaetan Bally

Gesteuert wird der Schweissroboter per Computer; so wird es möglich, die Form ohne aufwendige Zwischenschritte umzusetzen.

Bild: Keystone/Gaetan Bally

Auch die fein gemusterte Decke wurde erst durch digitale Fertigungstechniken ermöglicht, in diesem Fall ist es ein 3D-Sanddruck-Verfahren.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Ein Beispiel für Möglichkeiten neuartiger Bautechnologien sind auch die Betonstelen am rechten Bildrand.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Bei den Stelen handelt es sich um Unikate, die anstatt mit einer starren mit einer computergesteuerten, beweglichen Manschette geformt wurden.

Bild: Keystone/Christian Beutler

Das Verfahren ermöglicht eine grössere Formenvielfalt und soll auf lange Sicht helfen, Ressourcen schonender einzusetzen.

Bild: Keystone/Christian Beutler

Auch die Holzelemente am Dfab-House wurden vom Roboter zusammengesetzt.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Zukunft des Bauens im DFAB-House

In ihrem DFAB-House in Zürcher Dübendorf zeigen die Forschungsanstelten Empa und Eawag, was mit digitaler Bautechnik heute möglich ist.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Das Haus ist Teil einer Demonstrationsanlage, an der die Forschungsanstalten neue Fertigungstechniken ausprobieren.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Das Kürzel DFAB steht dabei für digitale Fabrikation.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Die geschwungene Form dieser Wand beispielsweise wurde dank Robotertechnik möglich.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Das  Verfahren zum Bau der Armierung, die die filigran geschwungene Betonwand ermöglich, ist im Baulabor der ETH Zürich entstanden.

Bild: Keystone/Gaetan Bally

Erstellt wurde das Stahlgitter, das den Beton trägt und ihm seine Stabilität gibt, auf der Baustelle von einem Schweissroboter.

Bild: Keystone/Gaetan Bally

Gesteuert wird der Schweissroboter per Computer; so wird es möglich, die Form ohne aufwendige Zwischenschritte umzusetzen.

Bild: Keystone/Gaetan Bally

Auch die fein gemusterte Decke wurde erst durch digitale Fertigungstechniken ermöglicht, in diesem Fall ist es ein 3D-Sanddruck-Verfahren.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Ein Beispiel für Möglichkeiten neuartiger Bautechnologien sind auch die Betonstelen am rechten Bildrand.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Bei den Stelen handelt es sich um Unikate, die anstatt mit einer starren mit einer computergesteuerten, beweglichen Manschette geformt wurden.

Bild: Keystone/Christian Beutler

Das Verfahren ermöglicht eine grössere Formenvielfalt und soll auf lange Sicht helfen, Ressourcen schonender einzusetzen.

Bild: Keystone/Christian Beutler

Auch die Holzelemente am Dfab-House wurden vom Roboter zusammengesetzt.

Bild: Keystone/Walter Bieri

Roboter setzen komplexe Holzmodule zusammen und erschaffen elegant geschwungene Mauern, ein 3D-Drucker produzierte die Schalung für die Decke. Mit dem DFAB-House zeigen Forscher, wie Digitaltechnik das Bauen revolutionieren kann.

Die Digitalisierung macht auch vor dem Bauen nicht halt: Am Experimentalgebäude «Nest» der Forschungsanstalten Empa und Eawag in Dübendorf haben Forschende der ETH Zürich mit zahlreichen Industriepartner gleich sechs neue digitale Bauverfahren erprobt. Das Ergebnis ist eine dreistöckige Einheit aus Holz, geschwungenem Beton und milchig weissen «Glas»-Fassaden.

Das DFAB-House, das auf der obersten Plattform des modular aufgebauten «Nest» thront, sei das erste Haus weltweit, das nicht nur digital geplant, sondern auch weitgehend digital gebaut wurde, wie die Projektverantwortlichen an einem Medienanlass zur Eröffnung betonten.

DFAB steht für digitale Fabrikation, und so heisst auch der Nationale Forschungsschwerpunkt (NFS), aus dem das Konzept für das Bauwerk entstanden ist. Zwar umfasst der NFS noch viel mehr Technologien, doch wählte man die, die reif genug für einen Praxistest waren, wie der beteiligte ETH-Architekt Konrad Graser im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA erklärte.

Kollege Roboter auf der Baustelle

So hatte ein Baustellen-Roboter seine Weltpremiere auf der Baustelle des «DFAB House» und setzte vor Ort ein geschwungenes Stahlgitter zusammen. Dieses diente zugleich als Schalung und Bewehrung für eine tragende – aber dafür erstaunlich dünne – elegant geschwungene Betonwand im Wohnzimmer des «DFAB House». Der Beton wurde dann allerdings von Menschen angebracht. Zwei weitere Roboter fertigten an der ETH geometrisch komplexe Holzkonstruktionen. Die vorfabrizierten Einheiten wurden dann innert eines Tages verbaut.

Auch die filigran gemusterte Geschossdecke hat einen ungewöhnlichen Herstellungsprozess hinter sich: Die Schalung dafür stammt aus einem grossformatigen 3D-Sanddruck-Verfahren. Damit eröffnen sich gegenüber normalen Fertigungsmethoden völlig neue Möglichkeiten, Muster oder Aushöhlungen zu gestalten.

Die beteiligten Architektinnen und Architekten haben sichtlich die Gestaltungsmöglichkeiten der neuen Technologien ausgeschöpft, wie der Rundgang durch die drei Stockwerke zeigte: Es mutet an wie ein sehr futuristisches Design-Gästehaus. Die Wohneinheiten für je eine Person mit eigenem Badezimmer wirken durch das verbaute Holz zwar heimelig, durch die undurchsichtige, milchige Fassade – auch eine der neu erprobten Technologien –, aber zugleich auch kühl.

Bis auf wenige Glasfenster bleibt der Blick nach draussen dadurch allerdings verwehrt. An dies und wohl auch an die türlosen Badezimmer müssen sich künftige Bewohnerinnen und Bewohner eventuell erst noch gewöhnen.

Wie auch in den anderen Einheiten am Experimentalgebäude sollen dies Gastforschende der benachbarten Forschungsanstalten Empa und Eawag werden. In etwa zwei Monaten sollen die ersten einziehen, hiess es seitens der Projektverantwortlichen. Rund ein halbes Jahr später als ursprünglich angekündigt.

Verzahnung führte zu Verzögerung

Grund für die Verzögerung sei die Verzahnung der verschiedenen neuen Technologien, erklärte Peter Richner, Stellvertretender Direktor der Empa und Verantwortlicher für das «Nest»-Gebäude, Keystone-SDA. Zwar wählte man relativ ausgereifte Technologien für den Praxistest. Jedoch zeigte sich hier und da, dass man nochmal ins Labor zurück musste, so Richner. So gab es viele kleine Verzögerungen, die sich aufsummierten. Auch die Kosten stiegen dadurch etwas und lagen letztlich mit 2,4 Millionen Franken deutlich über den ursprünglichen Schätzungen.

Es handelt sich um ein Pilotprojekt mit Prototypen und sei als solches sehr teuer, insbesondere wenn man die Forschungsleistung mit einrechne, betonte «DFAB House»-Leiter Matthias Kohler von der ETH Zürich auf Anfrage der Keystone-SDA. Die Technologien dürften mit ihrer Weiterentwicklung jedoch kostengünstiger werden.

Durch die enge Zusammenarbeit zwischen akademischer Forschung und Industrie sollen es die neuen Bautechnologien schneller auf den Markt schaffen. Zumindest für einige der verwendeten Technologien scheint sich diese Vision zu bewahrheiten: So soll beispielsweise die Roboter-gestützte Technologie für die geschwungenen Betonwände mit einem Industriepartner weiterentwickelt und realitätsfähig gemacht werden, so Kohler.