Energetische Sanierungen gelten als Schlüssel für klimafreundliche Gebäude. Doch auf vielen Baustellen fehlen Fachkräfte. Ein aktuelles Forschungsprojekt setzt deshalb auf 3D-Druck: Dämmplatten sollen künftig direkt vor Ort produziert werden. Die passgenauen Elemente könnten Fassadendämmungen schneller, materialeffizienter mit weniger Verschnitt und mit weniger Personal ermöglichen. Gleichzeitig steigen die Anforderungen durch das Gebäudeenergiegesetz, wodurch innovative Lösungen für Bauunternehmen immer wichtiger werden.
Der Bedarf an energetischer Fassadendämmung in Deutschland wächst rasant. Gleichzeitig kämpft die Bauwirtschaft mit Fachkräftemangel und steigenden Kosten. Ein Forschungsprojekt vom Institut für Industrialisierung smarter Werkstoffe an der Technische Universität Hamburg (TUHH) zeigt nun einen möglichen Ausweg: Dämmplatten könnten künftig direkt auf der Baustelle per 3D-Druck hergestellt werden. Ziel ist ein Verfahren, das schneller, nachhaltiger und mit deutlich weniger Arbeitskräften funktioniert. Das könnte den Sanierungsstau im Gebäudebestand spürbar reduzieren. Denn energieeffiziente Gebäude sind längst nicht mehr nur eine Komfortfrage. Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) schreibt Mindeststandards für die Wärmedämmung vor, die sowohl Neubauten als auch Bestandsgebäude betreffen. Hinzu kommen europäische Vorgaben, die etwa beim Eigentümerwechsel energetische Verbesserungen verlangen. Trotz Förderprogrammen und politischer Ziele kommt die Sanierung jedoch nur langsam voran. Ein Grund ist der Mangel an Fachkräften auf den Baustellen. Das ist ein Problem, das innovative Bauverfahren zunehmend in den Fokus rückt.
Dämmplatten aus dem 3D-Drucker
Gemeinsam mit dem Hamburger Ingenieurdienstleister TECCON Consulting & Engineering hat die TUHH eine Machbarkeitsstudie entwickelt, die genau hier ansetzt. Die Idee: Dämmplatten werden künftig direkt auf der Baustelle mit mobilen 3D-Druckern produziert. Das spart Transportwege, reduziert Materialverluste und vereinfacht die Montage. Dabei liegt der Ursprung des Projekts in einer ganz praktischen Frage aus dem Alltag. „Damals“, so Oliver Grunewald, Architekt bei TECCON, „haben wir erstmals die Frage diskutiert: Kann man Dämmung nicht nachhaltig denken? Sie wirklich effizient, ökologisch und kreislauffähig gestalten? Durch die Anwendung neuer, innovativer Verfahren?“ Die ersten Ergebnisse der Studie gelten als vielversprechend. Deshalb planen die Projektpartner ein dreijähriges Folgeprojekt, für das bereits ein Förderantrag gestellt wurde. Ziel ist es, ein marktfähiges System zu entwickeln, das den Dämmprozess deutlich beschleunigt.
Weniger Personal, mehr Sanierungen
Besonders interessant für Bauunternehmen und Handwerksbetriebe ist das mögliche Einsparpotenzial beim Personal. Moderne Dämmelemente sollen so konstruiert werden, dass sie leicht und einfach zu montieren sind. „Sagen wir, man braucht zehn Arbeitskräfte, um ein Haus zu dämmen“, erklärt Projektingenieur Maximilian Keller. „Wenn man jetzt dank innovativer Verfahren nur zwei Leute benötigt, können die ursprünglichen zehn in derselben Zeit fünf Häuser isolieren statt nur einem.“ Zwar sei diese Rechnung nur zur Veranschaulichung gedacht, doch Keller betont: „Wir brauchen neue Wege, um die Klimaziele zu erreichen.“
Fassadendämmung mit leichten Strukturen und nachhaltigen Materialien
Technisch basiert das Konzept auf sogenannten TPMS-Strukturen. Diese dreidimensionalen Geometrien besitzen ein sehr geringes Materialvolumen, bieten aber gleichzeitig hohe Stabilität und eine große Oberfläche. Dadurch können sie viel Luft einschließen, was ein entscheidender Faktor für gute Dämmwerte ist. Dabei entstehen die Bauteile im additiven Fertigungsverfahren, also im 3D-Druck. Als Material kommt derzeit recyceltes PLA zum Einsatz, ein Biokunststoff auf Basis von Maisstärke. Perspektivisch sollen auch Geopolymere verwendet werden, die aus industriellen Nebenprodukten hergestellt werden und als umweltfreundliche Alternative zu Beton gelten. Weiterhin wird auch die Integration zusätzlicher Funktionen geprüft. „Das kann etwa ein Fallrohr für Regenwasser sein, oder auch eine Elektroleitung“, erläutert Keller. „Wir haben viele Ideen, was man da alles integrieren kann.“
Maßgeschneiderte Dämmung ohne Verschnitt
Ein weiterer Vorteil liegt in der passgenauen Produktion der Elemente. Während beim Zuschneiden klassischer Dämmplatten häufig erheblicher Verschnitt entsteht, könnten gedruckte Elemente exakt an die Geometrie der Fassade angepasst werden. Der Ansatz erinnert an Maßarbeit im Handwerk. Keller beschreibt das Prinzip so: „Der schneidert mir eine Jacke, und die passt mir dann perfekt.“ Genau dieses Prinzip könnte künftig auch für Gebäudehüllen gelten, mit deutlich weniger Materialverlust und neuen Möglichkeiten für nachhaltige Bauprozesse.
Danke für die Vorstellung dieser interessanten Lösung für Fassadendämmungen. Bei Erfolg, das heißt einer Entwicklung bis zur Marktreife, sehe ich weitere Anwendungsgebiete, beispielsweise in der Altbausanierung für den angepassten Schallschutz und im Schalungsbau.
Das Projekt der TU Hamburg zeigt, wie additive Fertigung die energetische Sanierung nachhaltiger machen kann. Besonders überzeugend ist der Ansatz der passgenauen Produktion – weniger Verschnitt, weniger Transport, weniger Personalaufwand.
Die Wahl der Materialien wie recyceltes PLA oder perspektivisch Geopolymere zeigt nicht nur ein technisches, sondern auch ökologisches Innovationspotenzial. Die Praxistauglichkeit bleibt abzuwarten. Auch der „3-D-Drucker“ muss ja (zumindest noch) von einer Fachkraft bedient werden. Angesichts der steigenden Anforderungen durch das GEG könnte dieser Ansatz tatsächlich ein wichtiger Baustein für das Bauen von morgen sein: modularer, digitaler und deutlich effizienter.
Da bleibt nur, dem Projekt viel Erfolg zu wünschen.