Vorreiter für innovative Bauprojekte mit dem 3D-Betondruckverfahren
Waldemar Korte absolvierte zunächst eine Ausbildung zum Maurer und studierte anschließend an der FH Münster Architektur. Heute ist Korte Inhaber und Geschäftsführer des mittelständischen Ingenieurbüros Mense-Korte ingenieure + architekten.
Neben den klassischen Geschäftsfeldern wie der Gebäudeplanung, der Tragwerksplanung und der Bauphysik hat sich das Planungsbüro auf einen weiteren Bereich spezialisiert – den 3D-Betondruck.
Gemeinsam mit seinem Team entwickelte Korte das erste Wohngebäude in Deutschland, das im 3D-Betondruckverfahren hergestellt wurde. Das Einfamilienhaus wurde 2020 in der Stadt Beckum in Nordrhein-Westfalen fertiggestellt und hat neben zahlreichen Auszeichnungen auch beträchtliche mediale Aufmerksamkeit erlangt. Unterstützt wurde das Ingenieurbüro dabei durch namenhafte Unternehmen aus der Baubranche wie HeidelbergMaterials und Peri 3D Construction.
Auch danach widmet sich Mense-Korte weiteren innovativen Projekten aus dem Bereich der 3D-Drucktechnik, wie beispielsweise der Errichtung des ersten 3D-gedruckten Modulbaus aus zementfreiem CO2-reduzierten Druckmörtel.
In diesem Interview berichtet Waldemar Korte über die Zukunft des 3D-Betondrucks, die Vorteile des Verfahrens und die Auswirkungen der Technologie auf das Berufsbild von Bauingenieuren und Architekten.
Weitere Informationen über Mense-Korte ingenieure + architekten findest Du auf Instagram, Facebook, YouTube und LinkedIn.
Experteninterview – Architekt, M.A. Waldemar Korte
Hallo Waldemar! Vielen Dank, dass Du Dich bereit erklärt hast, dieses Interview zu führen. Lass uns mit einer kurzen Vorstellung beginnen: Wer bist Du und was machst Du beruflich?
Mein Name ist Waldemar Korte vom Büro Mense-Korte aus Beckum. Ich leite zusammen mit meinem Kollegen Alexander Hoffmann ein Ingenieur- und Architekturbüro. Wir haben insgesamt 16 Mitarbeiter hier bei uns, bestehend aus Architekten und Bauingenieuren, die aber auch das Thema Bauphysik mit betreuen.
Ich bin von Haus aus Architekt und habe mein Studium in Münster 2009 abgeschlossen. Seitdem bin ich bei Mense-Korte, damals noch Mense-Werner-Beyer. Ich bin dort 2015 als Geschäftsführer eingestiegen und wir haben uns dann mit dem 3D-Haus 2020 umbenannt in Mense-Korte. Der Kollege Hoffmann ist jetzt seit letztem Jahr mit dabei.
Wir haben eine sehr lange Historie und sind seit 1955 auf dem Markt. In der dritten Generation heute, allerdings nicht mehr familiengeführt. Jetzt machen Alex Hoffmann und ich das ganze Geschäft.
Wie ist die Planung und der grundlegende Bauablauf bei der Errichtung eines 3D-gedruckten Gebäudes?
Die Planungsphase startet im Grunde wie bei herkömmlichen Bauweisen mit der Ideenfindung und mit dem Anforderungsportfolio des Kunden. Auch hierbei wird am Anfang skizziert, nur ist da der große Unterschied zu anderen Planungsweisen, dass wir sehr schnell in die 3D-Planung gehen müssen. Für den 3D-Druck ist es erforderlich, dass wir schon früh eine hohe Detailtiefe haben, weil das uns ermöglicht, dass wir gewisse Dinge berücksichtigen bei der Herstellung.
Alle Fachdisziplinen müssen sehr früh ins Projekt, um eine ganzheitliche Planung zu realisieren. Das Nebenprodukt dieser Planung ist dann ein 3D-Druck-Modell beziehungsweise eine 3D-Druck-Datei.
Das ist erstmal der grundsätzliche Unterschied, was natürlich auch den Vorteil mit sich bringt, dass man schon früh eine Kostensicherheit hat, die man bei anderen Bauweisen nicht erreicht. Sonst wird gerne von der Hand in den Mund gelebt und die Planung baubegleitend gemacht, was natürlich fatal für die Kostenverfolgung ist.
Wir können also sagen, dass die Planungsweise, wie wir sie hier
betreiben und wie sie eigentlich auch bei anderen Bauweisen Standard sein sollte, eine äußerst hohe Kostensicherheit mit sich bringt.
Das erfordert aber auch eine Erziehung der Bauherren und der Kunden.
Während des Drucks ist dann nicht mal eben schnell etwas zu ändern, sondern wenn die Maschine läuft, dann läuft sie. Aber wenn Du ein Auto bestellst, dann änderst Du ja auch nicht zwischendurch nochmal die Konfiguration. Irgendwann gibt es einfach einen Entscheidungspunkt, den man einhalten muss und ab da läuft der Prozess.
Was sind die Vorteile des 3D-Betondrucks gegenüber der herkömmlichen Bauweise? Gibt es auch Nachteile?
Der Bauprozess ist sehr unterschiedlich im Vergleich zu anderen Bauweisen. Bei der Vorbereitung geht es eigentlich schon los. Ich muss einkalkulieren, dass ich eine große Maschine habe, die den gesamten Druckraum umspannt, in dem das Gebäude hergestellt wird. Ich muss also dementsprechend den Untergrund herstellen, sodass die Maschine dort stehen kann. Für die Baustellenlogistik und die Baustelleneinrichtung muss man einplanen, dass es natürlich auch noch Anlagenteile gibt, die dazugehören. Das sind zum Beispiel ein Mörtelsilo, ein Kran und Lagermöglichkeiten, an denen man die Maschine sauber machen kann und das Equipment aufbewahren kann.
Sobald die Maschine eingerichtet ist, muss im Druckraum noch ein Schutzgerüst platziert werden. Man nimmt also automatisch vom Druckraum schon wieder ein bisschen Platz weg, weil man das Gerüst um das Gebäude herum bauen muss für die Absturzssicherung. Das sind alles Dinge, die eine vernünftige Logistik bedürfen. Letzten Endes ist das aber auch ein Sicherheitsfaktor, da es nicht wieder re-aktiv erfolgt, sondern pro-aktiv.
Dann funktioniert es aber auch und man kann die Vorteile dieser Fertigungstechnik ausspielen. Ein großer Vorteil ist die Schnelligkeit. Das Projekt aus Beckum, bei dem wir ein zweigeschossiges Einfamilienwohnhaus in höchster Qualität hergestellt haben, würde normalerweise knapp ein Jahr dauern, bis es komplett bezugsfertig ist. Mit dem 3D-Betondruck haben wir es in zehn Monaten hergestellt und das, obwohl es ein Pilotprojekt war.
Zehn Monate reine Arbeitszeit bei einem Pilotprojekt – das ist schon eine Wahnsinnsgeschwindigkeit, wenn man überlegt, wie wenig wir teilweise in den Tagen gedruckt haben. Das Material hat nicht performt, wie es sollte, die Maschine hat auch nicht performt, wie sie sollte. Es war schließlich das erste Mal, da kann ja nicht alles funktionieren, das ist völlig klar. Und trotzdem war das Gebäude nach zehn Monaten fertig und wir haben es eröffnet.
Potenzial sehen wir insofern, dass wir die Bauzeit auf sechs Monate reduzieren können, wenn wir einen optimalen Bauablauf haben. Wir haben
also eine Reduktion von mindestens 40%, teilweise sogar 50%. Diese Reduktion haben wir unabhängig von der Geometrie. Für uns ist es
irrelevant, wie die Form ist. Wir können trotzdem die Bauzeit in derselben Staffelung realisieren. Das wäre bei anderen Bauweisen nicht
möglich.
Wenn ich bei einer herkömmlichen Bauweise beispielsweise viele Rundungen habe, dann muss ständig der Vermesser vor Ort sein und alles einmessen. Das haben wir mit der Maschine nicht. Die Maschine hat alle Informationen und stellt es genauso her, wie wir es haben wollen.
Das Einsparen von Personal ist ein Problemlöser und kein Problemverursacher. Wir können so ein Einfamilienhaus anstatt mit vier Leuten jetzt mit zwei Personen machen. Maximal noch ein Dritter zwischendurch. Das ist ausreichend, egal wie groß die Baustelle ist. Die Maschine muss bedient werden und das Materialmanagement muss laufen. Die dritte Person ist dann wirklich ein fachkundiger Bauleiter, der nicht Ahnung von Maschinen hat, sondern vom Bau.
Diese Person muss bewerten können, ob das Material, das da gerade appliziert wird, in der richtigen Homogenität ist, und ob die Details richtig aussehen. Er legt auch hier und da nochmal einen Anker ein. Es gibt also auch Arbeiten, die noch händisch verrichtet werden und die muss dann wirklich eine Fachkraft ausführen, ein Baumensch. Wenn wir diesen einen Baumenschen pro Baustelle hätten, wären wir schon sehr glücklich, aber selbst den bekommt man nicht.
Der nächste Vorteil ist die Materialersparnis. Zwar noch nicht beim ersten oder zweiten Projekt. Da haben wir viele Hohlkörper als Sekundärtragwerk gedruckt, die wir mit Beton verfüllt haben. Der Druckmörtel darf tragen, also die Wände, die ausschließlich gedruckt sind. Aber wie es eben so ist, wenn man es das erste Mal macht, haben wir ein zusätzliches Sekundärtragsystem eingebaut mit unbewehrtem Standardbeton. Einmal trägt die Decke als Liniensystem über die Wände und einmal trägt die Decke als punktgestütztes System. Es ist also Material überdimensioniert durch den Sicherheitsfaktor.
In den nächsten Projekten gehen wir jetzt aber so weit, dass wir den Ortbeton komplett aus dieser Bauweise verbannen. Da müssen wir hin und das haben wir auch weitestgehend geschafft. Wir haben da in den Wänden vielleicht noch 1,5 m³ Beton und das wars. Der Rest ist gedrucktes Material.
Dann können wir eine weitere Stärke ausspielen, nämlich dass wir sehr schlanke gedruckte Wände haben. Wir reden hier über Wände, die 12 cm stark sind als tragende Wand. Das findet man heute in keiner anderen massiven Bauweise. Wenn man die komplette Dämmschicht und die Fassade mit 6 cm Stärke aufbaut, dann haben wir einen Wandaufbau in einer Schlankheit, die es sonst nicht gibt.
Das Material wird nur da appliziert, wo wir es brauchen. Alles, was nicht tragend ist, drucken wir auch nicht mehr.
Wie wird der 3D-Betondruck die Baubranche Deiner Meinung nach in den nächsten Jahren verändern?
Der 3D-Druck wird die Zukunft verändern, weil wir endlich mal wieder Personal zur Baustelle bekommen. 3D-Betondruck ist viel sexier als Mauerwerk, das ist einfach so. Ich bin gelernter Maurer und ich bin heilfroh, dass ich nach der Lehre dann doch ins Büro gegangen bin. Man muss es sagen, wie es ist, es ist einfach eine Knochenarbeit. Bei Wind und Wetter die Steine aufeinanderstapeln, das ist eine körperlich anstrengende Arbeit und mit 50 Jahren sind die Leute körperlich aufgezehrt, wenn sie mit 16 anfangen, diesen Job auszuüben.
Der 3D-Betondruck wird das Bauen verändern und insbesondere wird er auch die Einstellung der Menschen zum Bauen und zu diesem Job verändern. Wir kriegen wieder Nachwuchs, weil diese Technik es ermöglicht, dass Du später immer noch fit genug bist, um Deine Rente genießen zu können, obwohl Du auf dem Bau arbeitest. Die schwere Arbeit macht die Maschine und der Mensch macht die Arbeit, bei der das Köpfchen erforderlich ist, ganz einfach.
Wann wird sich der 3D-Betondruck am Markt durchsetzen? Welche Hürden müssen dazu überwunden werden?
Der 3D-Druck ist bereits konkurrenzfähig, was die Kosten betrifft, er hat sich nur noch nicht durchgesetzt. Wir sind gerade dabei, ein Projekt zu entwickeln, mit dem wir in die Massenakzeptanz reinwollen. Das ist ein Projekt, das zum jetzigen Zeitpunkt schon kostenneutral ist im Vergleich zu anderen Massivbauweisen.
Die größte Hürde in Deutschland sind immer die Herstellungskosten, egal bei was. Man kauft erstmal nicht das teurere, auch wenn es viele Vorteile hat. Am Ende geht es immer ums Geld, da kann man noch so innovativ sein. Es gibt vielleicht ein paar Leute, die das Geld über haben, aber der Ottonormalverbraucher muss auf sein Geld schauen.
Das ist die Herausforderung gewesen, die wir in den letzten zwei Jahren bearbeitet haben. Wir haben sehr viel Energie reingesteckt, das Gebäude so zu optimieren, dass unterm Strich eine schwarze Null dasteht. Dann ist diese Hürde weg und wir können die Vorteile ausspielen, die wir mit dem 3D-Druck haben.
Wenn Du mich fragst, wann die Akzeptanz da ist und wann es ein ernstzunehmender Marktbegleiter wird, dann weiß ich es nicht. Aber wir glauben, dass es in den nächsten 2-3 Jahren sein wird.
Wenn wir weiterhin mit Leuchtturmprojekten unterwegs sind, ist das schön und gut, aber das ist noch keine Massenakzeptanz und solange die nicht da ist, haben wir auch keinen Marktanteil.
Die bisherigen Projekte waren allesamt Neubauten. Ist eine Anwendung von 3D-Betondruckverfahren beim Bauen im Bestand generell auch denkbar?
Mit dem Portaldrucker-System eher schwierig, das macht oft wenig Sinn. Wir haben aber tatsächlich auch ein Projekt, bei dem es um einen innerstädtischen Anbau in einer deutschen Großstadt geht. Das ist ein Gebäude mit einigen Stockwerken. Das wird der nächste Meilenstein, mit dem wir zeigen wollen, es geht auch innerstädtisch.
Bei dem Projekt ist es aber so, dass wir mit gedruckten Fertigteilen arbeiten. Das ist dann unsere Lösung für den Bestand. Wenn die Maschinerie nicht aufgebaut werden kann, dann arbeiten wir mit Fertigteilen, die gedruckt werden. Auch da spielt das Verfahren absolut seine Stärken aus. Herkömmliche Fertigteile machen nur Sinn, wenn man eine Serie hat, weil man sonst immer wieder eine neue Schalung herstellen muss. Mit dem 3D-Betondruck ist das wieder vollkommen egal. Jedes Fertigteil kann da anders aussehen. Es gibt also viel mehr Möglichkeiten und es ist auch monetär viel interessanter.
Daneben gibt es auch noch kleine Roboterarmsysteme. Das sind natürlich Systeme, die auch im Bestand eingesetzt werden können. Die platziert man im Grundriss, der macht seine kleinteiligen Arbeiten und dann passt das auch. Es muss aber schon eine gewisse Menge und Masse an Umsatz da sein, damit es auch Sinn macht, diese Baustelleneinrichtung umzusetzen.
Das ist dann ein Nachteil des 3D-Druckverfahrens. Der 3D-Druck rentiert sich erst ab einer gewissen Bauvolumengröße. Deswegen haben wir für uns auch Tiny-Häuser ausgeschlossen. Es macht einfach keinen Sinn, ein riesiges Gerät hinzustellen, um ein Tiny-House zu drucken, wofür ich vier Stunden brauche, um dann wieder alles abzubauen. Da passt das Verhältnis Maschineneinrichtung zu Baukosten nicht.
Es gibt diesen Sweetpoint, wo es wirklich Spaß macht und wo der Drucker richtig angesiedelt ist. Dieser Punkt ist hauptsächlich im Geschosswohnungsbau und das ist auch da, wo wir den größten Bedarf haben in Deutschland. Wir müssen innerstädtisch weiter ausbauen und sanieren, das ist klar, aber der Neubau wird kommen müssen. Der Neubau ist ja momentan komplett am Boden, weil es kostenmäßig nicht funktioniert. Da gibt es mit dem 3D-Betondruck einen Problemlöser, der in der Pipeline ist.
Welche langfristigen Auswirkungen hat der 3D-Betondruck auf das Berufsbild von Bauingenieuren und Architekten?
Wir müssen endlich mal anfangen, mehr ganzheitlich zu planen. Die letzten Jahre war es so, dass in einigen Architekturbüros noch zweidimensional geplant wurde. Das gehört ins Mittelalter. Wir reden alle über BIM und über KI und dann stehen da Leute und zeichnen das ganze zweidimensional, das funktioniert nicht. Man wird also mehr Energie in die Planung stecken müssen.
Das war die letzten Jahre nicht zwingend notwendig, weil Architekten mit Arbeit überhäuft wurden. Ein gutes Pferd springt nur so hoch, wie es muss. Wenn wir aber die Zukunft erobern wollen, dann müssen wir doch deutlich höher springen, um nicht den Anschluss zu verpassen. Einerseits zu anderen Ländern, aber auch wir als Büro hier, um den Anschluss am Markt nicht zu verpassen.
Es wird sich dahin entwickeln, dass wir umfassender planen müssen und uns mehr Gedanken machen müssen. Ressourcenschonung, Nachhaltigkeit, Lebenszyklus von Gebäuden und Materialien – das sind alles Themen, die uns sicherlich beherrschen werden.
Vielen Dank für dieses Interview und die spannenden Einblicke!
Gibt es abschließend noch etwas, das Du den Leserinnen und Lesern mitteilen möchtest?
Ich bin der festen Überzeugung, dass vielen deutschen Unternehmen der Mut fehlt, mal ins Risiko zu gehen. Das Haus in Beckum hätten wir jetzt hier nicht stehen, wenn wir nicht 2020 bereit gewesen wären, Risiken auf uns zu nehmen. Das haben wir als Büro ja alles sozusagen ehrenamtlich gemacht. Du kannst Dir vorstellen, was da alles an Energie und Kosten reingelaufen ist in so eine Planung, wenn man das zum ersten Mal macht.
Trotzdem waren wir davon überzeugt, dass wir das machen müssen, weil wir am Bau einfach in diese Richtung gehen müssen. Wir müssen auf dem Bau weiter automatisieren.
Jede andere Branche macht es vorbildlich. Die entwickeln sich weiter und auf dem Bau stapeln wir immer noch Steine von Hand aufeinander. Klar, die Steine werden größer und dann gibt es auch mal einen Kran dabei aber das wars. Das ist keine Automatisierung.
Da müssen wir einfach angreifen, um den Bereich attraktiver zu machen und um das Bauen günstiger zu machen. Wir brauchen mehr Leute, die mutig unterwegs sind und bereit sind, ein Risiko einzugehen, damit wir auch wirklich was verändern können.
