3D-gedruckte Häuser: 9 Top-Beispiele

Es kommt selten vor, dass etwas das „Zu schön um wahr zu sein“-Prinzip widerlegt, wie zum Beispiel der 3D-Druck eines ganzen Hauses in weniger als 24 Stunden. Und doch sind wir hier.

Dreidimensional gedruckte Häuser sind Strukturen, die mithilfe einer industrietauglichen 3D-Drucktechnologie Schicht für Schicht aufgebaut werden. Diese Methode der additiven Fertigung wird auch als Konstruktions-3D-Druck bezeichnet.

Da Mieter in den ersten Jahren nach ihrem kommerziellen Eintrag in 3D-gedruckte Häuser einziehen, wird der 3D-Druck laut Grand View Research im kommenden Jahrzehnt eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 23 Prozent verzeichnen. Diese Behausungen – die oft ein graues, formschönes Aussehen mit einer gerippten Textur haben – wecken sogar das Interesse der NASA, die ein 57-Millionen-Dollar-Projekt zur Entwicklung von Technologien für die 3D-gedruckte Infrastruktur auf dem Mond finanziert hat.

Der hochgradig anpassbare und formfreie 3D-Baudruck ist eine New-Age-Technologie, die kurz vor einer Marktstörung steht und das Potenzial für die Massenproduktion von Wohnraum birgt.

Dreidimensional gedruckte Häuser sind lebensgroße Wohnhäuser, deren primäres Konstruktionsmittel der 3D-Druck ist. Mit minimaler menschlicher Aufsicht können diese hochgradig anpassbaren Strukturen innerhalb weniger Stunden und zu einem Bruchteil der Kosten vor Ort oder extern gebaut werden.

Typischerweise weisen 3D-gedruckte Häuser frei geformte, krummlinige Formen auf, die aus einer Zementmischung hergestellt werden. Die Projekte reichen von bewohnbaren Beta-Prototypen, die derzeit untersucht werden, über bezugsfertigen, erschwinglichen Wohnraum bis hin zu Luxusimmobilien der Spitzenklasse.

Abgesehen von Zeit und Geld gibt es mehrere andere Gründe, warum die additive Fertigung den Baumarkt revolutioniert. Viele betrachten diese Art des abfallarmen, computergestützten Hausbaus, der von einem Drucker im industriellen Maßstab geliefert wird, als eine Möglichkeit, unbewohnte Gemeinschaften zu schützen und als Tor zu nachhaltigen, biologisch abbaubaren Wohnlösungen.

3D-Drucker in Industriegröße bauen Schicht für Schicht ganze Wohnsiedlungen mit mehreren Wohneinheiten auf. Dieser sich wiederholende Prozess bringt das „Additiv“ in die „additive Fertigung“.

Nach einem digitalen Bauplan gibt ein 3D-Drucker eine pastöse Mischung aus. Dieses besteht aus ausgewählten Zutaten – häufig einer Zementmischung –, kann aber von Sand und speziellen Polymeren bis hin zu Bioharzen wie Erde, Ton oder Holzmehl reichen, bei dem es sich um feines Sägemehl handelt, das mit einem Bindemittel auf Maisbasis gemischt wird.

Heutzutage ist es mit 3D-Druckern in Industriegröße möglich, ein ganzes Haus in weniger als 24 Stunden zu drucken.

Bedenken Sie, dass in der „Druckzeit“ eines Projekts möglicherweise die Zeit für Zweitinstallationen oder die Bauzeit enthalten ist, die erforderlich ist, um ein vor Ort gedrucktes und an seinen endgültigen Standort transportiertes Projekt zusammenzusetzen.

Und wenn Sie versuchen, etwas Großes zu bauen, wie zum Beispiel ein Haus, muss der 3D-Drucker selbst überdimensioniert sein. Diese 3D-Drucker in Industriequalität bestehen aus einem vierfachen Stahlgerüst – wie man es auf einer Konzertbühne sieht – und bilden eine Art hohlen Würfel. Oben saust ein Roboterarm entlang einer Schiene und folgt dabei vorprogrammierten Anweisungen, die aus dem Bauplan abgelesen werden.

Ähnlich wie bei Ihrem Schreibtisch-Tintenstrahldrucker wird die Mischung dann während eines thermischen Extraktionsprozesses erhitzt. Die Paste wird durch eine Düse gepresst und bringt das digitale Rendering in physische Form. Bevor die nächste Schicht aufgetragen wird, wird die Mischung durch einen Betontrockner verfestigt. Dieser Vorgang wiederholt sich, bis alle hochgeladenen Gebäudeelemente vollständig sind.

Es ist wichtig zu beachten, dass Baustellen im additiven Bauwesen nicht völlig autonom sind. Abgesehen vom Auf- und Abbau der Ausrüstung ist auch die menschliche Aufsicht erforderlich, um sicherzustellen, dass es keine technischen Probleme gibt. Es müssen Spezialisten vor Ort sein, um Löcher für zweite Installationsteile zu schneiden, beispielsweise für Rohrleitungen, elektrische Leitungen, Türen und Fenster.

Natürlich variiert diese Zahl von Projekt zu Projekt und unterliegt weiteren Preisschwankungen, die auf den beauftragten Unternehmen und den verwendeten Materialien basieren (ganz zu schweigen von der geografischen Lage, der Größe, der Ausstattung, der Komplexität des Designs usw.).

Allerdings berichten Entwickler im In- und Ausland von durchschnittlichen Kosteneinsparungen von 30 Prozent.

Dreidimensional gedruckte Häuser kamen erstmals Anfang 2021 auf den US-Markt. Das 1.27 Quadratmeter große Haus – komplett mit drei Schlafzimmern, zwei Bädern und einer Garage für zwei Autos – in Riverhead, New York, wurde als „das erste der Welt“ gelistet „3D-gedrucktes Haus zum Verkauf“ für 299.999 $ auf Zillow.com.

ICON, ein 3D-Druck-Bauunternehmen, sagte, es könne ein 600 bis 800 Quadratmeter großes Gebäude in Economy-Größe für nur 4.000 US-Dollar in 24 Stunden bauen, wie Business Insider berichtete.

Modelle auf der wohlhabenderen Seite des Marktes können mehr als 1 Million US-Dollar kosten. Das als House Zero bekannte Luxushaus im Ranch-Stil aus der Mitte des Jahrhunderts ist ein 2.000 Quadratmeter großes Anwesen mit einer 350 Quadratmeter großen Nebenwohneinheit. Laut dem Online-Fachmagazin All3DP schätzte Zillow den Preis dieses Anwesens mit vier Schlafzimmern und dreieinhalb Bädern allein aufgrund der Größe und Lage auf 723.000 bis 908.000 US-Dollar. Sein einzigartiges, außergewöhnliches Design könnte ihn jedoch in den siebenstelligen Preisbereich treiben.

Bei einigen ist dies bereits der Fall – etwa bei Project Milestone (unten aufgeführt), dessen erste Mieter am 30. April 2021 einzogen, oder bei diesem Haus im Virginia-Stil mit drei Schlafzimmern, das in nur 12 Stunden bezugsfertig war.

Das Advanced Structures and Composites Center der University of Maine fertigt Wohnstrukturen im 3D-Druck ausschließlich aus Bioharzen und Holzfasern, um dem Arbeitskräftemangel entgegenzuwirken und den Zugang zu bezahlbarem Wohnraum zu verbessern. Das als BioHome3D bekannte Demoprojekt beginnt mit einem 600 Quadratmeter großen Prototyp, der über einen vollständig 3D-gedruckten Boden und ein Dach verfügt. Insgesamt ist das Gebäude mit einem Schlafzimmer und einem Badezimmer zu 100 Prozent recycelbar und besteht vollständig aus biologisch abbaubaren Materialien, einschließlich Holzmehl. Als Prototyp ist BioHome3D mit Überwachungssensoren ausgestattet, die thermische, Umwelt- und Strukturelemente messen, um widerstandsfähigkeitsbasierte Daten zu sammeln und so zukünftige Designs besser zu informieren.

Diese vier Immobilien des 3D-Druckunternehmens ICON in Austin, Texas, zeichnen sich durch offene Grundrisse, minimale architektonische Ästhetik und private Gärten aus. Diese Residenzen variieren in der Größe, verfügen über zwei bis vier Schlafzimmer und sind zwischen 1.000 und 2.000 Quadratmeter groß. Laut der Website des Unternehmens ist jedes Erdgeschoss mit einem proprietären Material auf Zementbasis namens „Lavacrete“ gebaut, um eine längere Lebensdauer als herkömmliche Baumaterialien zu gewährleisten. Die zweite Etage basiert auf altmodischen Methoden und besteht aus einer schwarzen Metallverkleidung und farbenprächtigem Holz. Sie haben die gleiche Farbpalette aus Grün, Weiß und Terrakotta und wurden alle verkauft.

Mit Hilfe des 3D-Druck-Konstruktionsherstellers COBOD baute das dänische Startup 3DCP Group letztes Jahr in nur fünf Wochen Europas erstes 3D-gedrucktes Tiny House; Die Struktur selbst wurde jedoch in nur 22 Stunden gedruckt. Dieses 35 Quadratmeter große Bauwerk im dänischen Hostelbro besteht aus drei Abschnitten, die in einem offenen, dreieckigen Kern verschmelzen. Inspiriert vom schnörkellosen Aspekt des studentischen Wohnens ist der Raum sparsam angelegt und verfügt über alle notwendigen Annehmlichkeiten – ein Badezimmer, eine offene Küche, ein Wohnzimmer und ein Schlafzimmer im Loft-Stil auf einer erhöhten Ebene. Sebastian Aristotelis, Architekt bei Saga Space Architects, der das Haus 1.0 entworfen hat, sagte, dass das Projekt zu den geringstmöglichen Kosten gebaut wurde, wobei sich die Entwickler für kostengünstige Materialien wie Beton entschieden und das Projekt mit einem Ansatz mit wenig bis gar keinem Abfall gebaut haben.

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ICON hat sich mit dem Architekturbüro Lake|Flato zusammengetan, um eine Residenz mit drei Schlafzimmern und zweieinhalb Bädern etwas außerhalb der Innenstadt von Austin, Texas, zu bauen. Seine geschwungenen Wände und abgerundeten Ecken sind mit Lavacrete isoliert und mit Stahl verstärkt. In Kombination mit einer Wohneinheit mit einem Schlafzimmer und einem Bad bezeichnet die Website von ICON das 2.350 Quadratmeter große Anwesen, das in weniger als zwei Wochen fertiggestellt wurde, als „moderne Ranchhaus-Ästhetik der Mitte des Jahrhunderts“. Aufgrund seines Konzepts, Netto-Null-Energie zu verbrauchen, hat Time House Zero in seine Liste der besten Erfindungen des Jahres 2022 aufgenommen. In den Monaten seitdem hat ICON den Grundstein für ein 100-Häuser-Projekt gelegt, das voraussichtlich die größte 3D-gedruckte Wohnanlage in den Vereinigten Staaten sein wird.

In nur drei Wochen druckte das belgische Unternehmen Kamp C sein gleichnamiges Demohaus in einem Stück am Standort des Grundstücks in 3D. Entwickler behaupten, dass das Gebäude eine dreimal höhere Druckfestigkeit aufweist als herkömmliche Ziegel, was größtenteils einem speziellen Drucker von COBOD, einem 3D-Druck-Bauunternehmen, zu verdanken ist. Glatte Oberflächen und dicke Schichten verstärken das Versuchsmodell. Im Gegensatz zu anderen Projekten zu dieser Zeit – und auch heute noch – verfügt dieses Haus über zwei Stockwerke und wurde in einem Stück gebaut. Es ist knapp 27 Fuß hoch, etwa so groß wie ein Telefonmast in einem Wohngebiet und erstreckt sich über 967 Quadratmeter. Sein nachhaltiges Design nutzt eine Niedrigenergie-Boden- und Deckenheizung, die von Sonnenkollektoren und einer Wärmepumpe gespeist wird.

Das 3D-gedruckte Haus von Mense-Korte in Beckum, Deutschland, ist das erste weltweit, das vollständig durch die Bauverordnung einer nationalen Regierung zertifiziert wurde. Dieses modernistische Haus mit drei Schlafzimmern und drei Badezimmern verfügt über eine Wohnfläche von 1.722 Quadratmetern und ist mit einer anspruchsvollen Inneneinrichtung und Smart-Home-Technologie ausgestattet. Der Bau der geschwungenen Struktur, die durch mehrschalige Wände aus Ortbeton verstärkt wurde, dauerte fast acht Monate, einschließlich 100 Stunden aktiver Druckzeit. Annehmlichkeiten wie ein Kamin, Badewannen und ein Balkon sind integraler Bestandteil des Designs, wobei die Räume speziell für Zweitinstallationen vorgesehen sind.

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Eingebettet in eine umzäunte Wohnanlage auf einem Hügel in Südkalifornien haben Ehrlich Yanai Rhee Chaney Architects eine Netto-Null-Siedlung mit 20 Häusern gebaut, die darauf abzielt, genauso viel Energie zu verbrauchen, wie sie erzeugt. Jedes Haus wurde in rund vier Monaten Bauzeit errichtet und verfügt über zwei Schlafzimmer und zwei Badezimmer auf einer Fläche von 1.171 Quadratmetern, die auf einem Grundwasserleiter mit heißen Quellen errichtet wurde. Diese Unterkünfte sind in einem modernen, minimalistischen Stil eingerichtet und verfügen über einen Swimmingpool, einen Whirlpool, eine Feuerstelle und raumhohe Fenster. Der Projektpartner, das Bauunternehmen Mighty Buildings, orientiert sich bei seinem Herstellungsprozess an der Automobilindustrie. Das Unternehmen betreibt hochgradig skalierbare Mikrofabriken, seine 3D-Druckmethoden sind doppelt so schnell wie herkömmliche Konstruktionen und als additiver Hersteller erzeugen seine Projekte laut der Website des Unternehmens 99 Prozent weniger Abfall. Mighty Buildings hat außerdem ein proprietäres leichtes Steinmaterial entwickelt, das zu einem steinähnlichen Verbundwerkstoff mit der vierfachen Zug- und Biegefestigkeit von Betonmaterialien aushärtet, die derzeit im architektonischen 3D-Druck üblich sind.

Das Projekt Milestone – das aus fünf 3D-gedruckten Betonhäusern besteht – war das weltweit erste kommerzielle Wohnprojekt seiner Art, mit der Absicht, Bewohner legal unterzubringen. Die erste dieser 1.011 Quadratmeter großen Wohnungen wurde in 120 Stunden vor Ort in 24 Einzelteilen gedruckt. Passend zur Kulisse von Eindhoven, einer technischen Stadt in den Niederlanden, die für ihr innovatives Design bekannt ist, ähneln die Häuser von Project Milestone länglichen Felsbrocken mit glatten, abgerundeten Kanten. Laut der Online-Medienplattform 3D Natives punkten diese Bauwerke mit einer besonders dicken Isolierung und einem Anschluss an das Wärmenetz in puncto Energieeffizienz. Die ersten Mieter, das niederländische Ehepaar Elize Lutz und Harrie Dekkers, erhielten ihren Schlüssel am 30. April 2021.

In Zusammenarbeit mit dem 3D-Druckunternehmen WASP machte sich das in Italien ansässige Studio Mario Cucinella Architects daran, bioklimatische, kohlenstoffarme Proof-of-Concept-Wohnungen als Reaktion auf eskalierende Klimanotfälle und Wohnungskrisen weltweit zu schaffen. Teclas hellbraune Doppelkuppelkonstruktion sticht aus der Masse heraus und besteht aus 350 Schichten lokal gewonnenem Lehm aus einem nahegelegenen Flussbett. Tecla ist ein Kunstwort aus „Technologie“ und „Ton“ und ist ein 538 Quadratmeter großes Bauwerk mit einer Höhe von etwa 15 Fuß und zwei Oberlichtern. Der Öko-Lebensraum besteht vollständig aus organischen Biomaterialien. Von den 200 Stunden, die für die vollständige Erstellung des Projekts benötigt wurden, betrug die aktive Druckzeit 72 Stunden.

3D-gedruckte Häuser kosten im Durchschnitt etwa 10.000 bis 400.000 US-Dollar, die Preise können jedoch je nach Standort, Größe, Ausstattung und verwendeten Materialien des Hauses variieren.

Für den 3D-Druck eines Hauses kann es etwa 24 Stunden bis drei Wochen dauern, zuzüglich der Zeit für zweite Installationen oder den Materialtransport, wenn die Teile nicht am endgültigen Standort des Hauses gedruckt werden.

Einige Immobilienmarktplätze wie Zillow oder einige Programme zur Unterstützung von Eigenheimbesitzern wie Habitat for Humanity können 3D-gedruckte Häuser verkaufen.