Man bringe das Spritzhaus – Jo, wir schaffen das!
3D-Druck verspricht Baukosten- und Zeitersparnis und könnte die Bauindustrie revolutionieren, auch wenn Handwerksberufe weiterhin bestehen und auf dem Mond sogar Behausungen gedruckt werden könnten.
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„Bauarbeiter! Bob der Meister! Können wir das schaffen? Jo, wir schaffen das!“
Egal ob Bauer Gurke ein neues Dach für seine Scheune braucht oder ob Steine in einer Wand ersetzt werden müssen – Bob der Meister kann das! Nur sorry, wir sind hier nicht in Bobhausen und man hat hoffentlich noch nie erlebt, dass eine Mischmaschine oder eine Walze zu sprechen beginnt. Falls doch – es gibt professionelle Hilfe!
Aber: noch nicht! Sprechende Baumaschinen könnten bereits sehr bald Realität werden. Seit der Mensch sesshaft wurde hat er Behausungen aus den verschiedensten Materialien gebaut. Schilf, Holz, Erde, Lehm, Stein, dann Ziegel und dann Mörtel und Beton.
Die ältesten Belege für die Verwendung von Mörtel sind 10.000 Jahre alt und wurden in der Türkei ausgegraben. Die Punier kannten Mörtel auch und die Römer spinnen nicht, sorry Obelix, sondern haben von den Puniern gelernt und die Technik wie man Beton herstellt von ihnen übernommen. Sie nannten das Zeug „Opus caementicium“ – Kleister!
Sie haben damit Aquädukte gebaut und abgedichtet, sogar das Kolosseum in Rom konnte man anfangs unter Wasser setzen um Marineschlachten nachzustellen. Kleister lässt sich in so vielen Bereichen einsetzen. Die Kuppel des Pantheons in Rom hat einen Durchmesser von etwas über 43 Metern, gegossen aus Beton. Wir wissen bis heute nicht, wie die Römer das geschafft haben. Ist das nicht toll?
Die Chinesen haben dann völlig den Vogel abgeschossen. Als sie die große Mauer bauten (eigentlich sind es mehrere Mauern) haben sie sogar klebrigen Reis dem Mörtel beigemischt. Nicht zum Essen – das machte die Mauern gegen Erdbeben widerstandsfähiger, da die Mauern besser mit den Erdstößen fertig werden konnten. Daran sollte man denken, wenn man das nächste Mal beim Chinesen bestellt.
Nur dann kam uns Europäern leider eine Kleinigkeit in die Quere – das Christentum, samt Knowhowmonopol der Kirche. Die Rezepte für Beton wurden vergessen und die Menschen lebten wieder in Hütten – danke Jesus; äh Papst, wer auch immer da grad zuständig war!
1755 wiederendeckte John Smeaton einige der Rezepturen und ging ans Werk! Heute ist Beton nicht mehr wegzudenken und wird weltweit verwendet. Nur der Aufwand zu bauen ist immer noch ziemlich groß, kostet Zeit, Material und daher viel Geld!
Es wäre unmenschlich, wenn wir unseren Erfindungsgeist nicht dazu verwenden würden um das Ganze zu beschleunigen und billiger zu machen. 1984 meldet ein Amerikaner, Charles Hull, ein Patent für das Fertigungsverfahren mittels der Stereolithografie an. Kann kaum jemand aussprechen, vereinfacht: additives Fertigungsverfahren.
Heute bekannt als: 3-D Druck!
Zuerst nur Plastik, dann auch Metall, warum eigentlich nicht auch mit Beton? Und seit ein paar Jahren versucht man es, mittlerweile mit Erfolg. So wurde 2020 das erste Haus so gebaut. In Mexiko hat man sogar eine ganze Siedlung mit dieser Technik gebaut. Es sind noch Anfänge, aber die Projekte werden immer ambitionierter, größer und komplexer. In Heidelberg entsteht zurzeit das größte gespritzte Gebäude Europas. Oder ist es schon fertig? Es geht ja alles so schnell.
Die Vorteile dieser Techniken sind beeindruckend und werden die Art zu bauen grundlegend verändern:
Preis: Durch das Drucken erspart man extrem viel Baumaterial, Arbeiter, und andere Ressourcen. Alleine der Betonverbrauch kann um 50-70% verringert werden.
Zeit: Moderne Drucker wie der BOD 2 schaffen 1cm pro Sekunde. Das bedeutet 1m2 Wand innerhalb von 5 Minuten. Auch nicht Bob der Meister hätte eine Chance da mithalten zu können.
CO2: Das sollte die Grün:innen:divers:wer:wie:was:auchimmer besonders freuen. Da man viel weniger Material verbraucht, sinkt das CO2, dass bei der Herstellung von Zement anfällt. Da ist dann nur noch das Problem mit dem Baugrund. Man will ja schließlich grüne Wiesen für Maja, Flip und Willi, keine Häuser für Menschen.
Wohnungsnot: Vor allem in Deutschland ein immer größeres Problem, könnte man so schnelle (im wahrsten Sinne des Wortes) Abhilfe schaffen. Mit den Grün:innen:divers:wer:wie:was:auchimmer in der Regierung?
Architektur: Auch hier tun sich ganz neue Möglichkeiten auf, da „runde“ Ecken einen geringeren Radius = Materialverbrauch als Rechtecke haben. Grundsätzlich kann man in jeder Form und Größe bauen. Das einzige Hindernis ist die Größe des Druckers selbst. Das Gerüst, dass die Spritzdüsen aufnimmt muss logischer Weise größer als das zu druckende Gebäude sein. Das ist alles. Theoretisch kann man auch 400 Meter hohe Gebäude drucken.
Einer der größten Vorteile ist aber, dass man schnell arbeiten kann. Das ist vor allem für Metropolen interessant, in denen viele Menschen teils in ärmlichsten Behausungen vegetieren müssen. Man könnte ganze, moderne Siedlungen in kürzester Zeit entstehen lassen. Tiny Houses, die aber den Bedürfnissen unseres Jahrhunderts entsprechen würden, so wie es in Mexiko vorgemacht wurde. 1 Haus steht in nur 2 Tagen!
Aber man darf nicht naiv sein und glauben, dass sich hier ein Wunder abspielt. Natürlich kann die Software bereits Lücken für Kabelschächte, AC oder Dämmung einbauen. Aber die Rohre für Wasser, Gas, Strom, … müssen immer noch von Handwerkern verlegt und eingebaut werden. Während die Hülle gespritzt wird,
müssen lediglich 2-3 Techniker vor Ort sein und die Computer überwachen. Aber später, sobald humanoide Roboter technisch weit genug entwickelt sind, können diese auch die Arbeiten eines Installateurs oder Elektrikers übernehmen.
Und man muss auch über die Grenze der Atmosphäre unserer Erde blicken. China und die USA arbeiten an Plänen für die erste permanente Mondbasis. Es kostet extrem viel Geld Fracht in den Weltraum zu bringen. Raketen wie das „SpaceX Starship“ oder die „Falcon Heavy“ können bis zu 40 Tonnen Fracht auf die Reise zum Mond schicken. Und ein beträchtlicher Anteil dieser Fracht würden Baumaterialien sein. Wenn es aber möglich ist, Wohnsphären vor Ort auf dem Mond zu „spritzen“, mit Ressourcen, die auf dem Mond verfügbar sind, würde es die Kosten für eine Mondbasis dramatisch senken. Da bekommt der Begriff „regional“ doch gleich mal ne ganz neue Bedeutung, nicht wahr?
Ordentliche Behausungen werden für eine permanente Besiedelung des Mondes und später auch Mars notwendig sein. Die Strahlung da oben ist mörderisch – im wahrsten Sinne des Wortes.
Wird 3-D Druck die Art zu bauen komplett umstellen? Nein, aber diese Techniken werden die Art wie wir bauen beschleunigen und billiger machen. Natürlich wird es die geben die sagen werden: „dann stirbt das Handwerk aus!“ – lächerlich!
Zimmerleute, Maurer, Elektriker, … all diese Berufe wird es weiterhin geben. Eine Mauer aus Stein wird von Steinmetzen gebaut. Man kann keine Steine spritzen.
Aber was passieren wird ist, dass man neue Materialien wie Polymere benutzen wird. Da sie leicht sind, kann man so viel filigraner und gewagter bauen. Eine Firma in den USA entwickelt gerade ein Baumaterial, dass aus Sägespänen hergestellt wird. Mit den richtigen Chemikalien versetzt ist es dann auch feuerfest. Seit Jahren versucht man die Seide, die Spinnen produzieren um ihre Netze zu weben, chemisch nachzubilden. Noch will Mutter Gaia ihre Geheimnisse uns nicht erschließen, aber wir werden die Formel finden. Danach wären z.B. dicke Stahlkabel obsolet, da dieses Material eine wesentlich größere Last heben und tragen kann als Stahl. Wird das den Flaschenzug ersetzen? – nein wird es nicht! Archytas von Tarent und Archimedes haben nicht umsonst nachgedacht!
Momentan ist diese neue Technologie noch nicht marktreif und um ca. 25% teurer als konventionell zu bauen. Aber, so Experten, wird diese neue Technologie in ca. 5 Jahren marktreif sein.
Wie Europa dieses Verfahren regulieren und besteuern wird, wird man erst sehen. Aber für den Rest der Welt wird es dann heißen: „Man bringe das Spritzhaus!“
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