Haus bauen: Der Roboter macht’s!

Ein Haus bauen beruhte lange auf traditioneller Technik. Jetzt wechseln sich die Neuerungen in rascher Folge ab. Häuser aus dem 3-D-Drucker sind bereits Schnee von gestern. EMPA und ETH gehen einen Schritt weiter und erstellten erstmals weltweit einen Roboter zum Bauarbeiter.

«In Situ Fabricator»: So heisst der Roboter, der von 2017 bis 2019 in Dübendorf unter der Leitung der eidgenössischen Materialprüfungsanstalt EMPA und der ETH Zürich ein dreigeschossiges Haus gebaut
hat. Dfab-House wird das Gebäude genannt oder auf Deutsch «das digital fabrizierte Haus». Dabei haben die Forschenden gleich mehrere neue Technologien vom Labor in die Praxis überführt.

«Bob der Roboter» spart Material

Eigenständig verschweisst der Roboter verschiedene Stahlstücke zu einem geschwungenen Gitter. Dieses Gittergerüst wird mit einem Spezialbeton gefüllt, der mit Fasern und Klümpchen durchsetzt ist. So bleibt der Beton ohne Schalung im Gitter haften. Der Roboter sei nicht schneller, spare aber Material beim Hausbau und ermögliche eine viel grössere Formenvielfalt, lässt die ETH ausrichten. Die Formenvielfalt sei ähnlich wie bei 3-D-Druckern. Am Computer kann jede denkbare Form gestaltet und in den Roboter eingespeist werden. Dieser setzt die digitale Vorlage als Stahlgitter um. Damit wird Material für die Schalung gespart und die Formen lassen sich so berechnen, dass nur ein Minimum an Baumaterial verwendet wird.

Der gitterschweissende Roboter ist nicht die einzige digitale Technologie, die zum Einsatz kommt. Decken werden durch 3-D-Druck hergestellt. Die Holzelemente des Obergeschosses werden im Baulabor der Zukunft
durch von der Decke hängende Montageroboter hergestellt.

Haus bauen ohne Bauarbeiter?

Dass Bauarbeiter beim Haus bauen reihenweise durch Roboter ersetzt werden, ist derzeit noch nicht zu befürchten. Denn «In Situ Fabricator» ist ein Prototyp und wird nicht in Serie hergestellt. Noch nicht! Denn dass dereinst Roboter beim Bauen von Häusern viele Funktionen übernehmen werden, steht fest.
In welchem Ausmass Menschen dereinst durch «Bob der Roboter» ersetzt werden, «lässt sich nicht vorhersagen, wie immer bei technologischem Wandel», sagt Matthias Kohler, ETH-Professor für Architektur und digitale Fabrikation. Gefragt sei dann eben nicht mehr die menschliche Muskelkraft, sondern «andere menschlichen Fähigkeiten wie Kreativität und Improvisationsgabe.»

Derzeit müssen noch viele Handgriffe durch Bauarbeiter ausgeführt werden. Doch die Forscher planen, das Einfüllen des Betons oder das Verputzen der Wände auch durch Roboter erledigen zu lassen. In drei bis fünf
Jahren soll die Bauwirtschaft für die Vorfertigung grösserer Bauelemente auf Roboter setzen, ist von Seiten der ETH zu vernehmen. Beim Einsatz auf normalen Baustellen könne man sich Roboter in 10 bis 15 Jahren vorstellen.

Langjähriges Forschungsprogramm

Das digital fabrizierte Haus ist das Resultat der ersten Etappe eines insgesamt zwölfjährigen Forschungsprogramms der ETH. Das weltweit erste Haus, das komplett von Robotern und 3-D-Druckern gebaut wird, steht nun den Forschenden auf 200 Quadratmetern als Unterkunft zur Verfügung. Dass das Dfab-House dann auch die neusten Merkmale eines Smarthome aufweist, versteht sich von selbst.

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