Nachhaltig bauen dank 3D-Druck: Interview mit WASP
Erst vor Kurzem konnten wir über WASP (World’s Advanced Savings Project) berichten, ein italienisches 3D-Druck–Unternehmen, das die Bauphase seines TECLA-Projektes abgeschlossen hat. TECLA, ein 3D-gedrucktes Öko-Habitat, wurde von WASP entwickelt und von Mario Cucinella Architects entworfen, um den Übergang zu einem nachhaltigeren Wohnmodell zu unterstützen und Gebäude aus wiederverwertbaren lokalen Materialien zu schaffen. Die Häuser wurden mit dem Crane WASP, dem 3D-Drucker von WASP für den Bausektor, gebaut und gelten als großer Fortschritt im Bereich des nachhaltigen Bauens. Obwohl der 3D-Druck, insbesondere im Bauwesen, als umweltfreundlichere Alternative zu traditionellen Methoden gilt, ist er aufgrund der Verwendung von nicht nachhaltigen Materialien wie Beton umstritten. Projekte wie das TECLA-Ökohabitat könnten uns einer Welt näher bringen, in der sowohl Wohnungs- als auch ökologische Krisen durch die additive Fertigung vollständig gelöst werden könnten. Wir haben uns mit Alberto Chiusoli, einem Bauingenieur und Computational Designer bei WASP, zusammengesetzt, um mehr über das TECLA-Projekt, das Drucken mit Erde und den aktuellen Markt der 3D-gedruckten Häuser zu erfahren. Eins ist jedoch bereits klar: Nachhaltig bauen ist möglich.
3DN: Könnten Sie sich selbst und WASP vorstellen?
Ich bin Alberto Chiusoli und ich habe einen Abschluss in Bauingenieurwesen und Architektur von der Alma Mater Studiorum, Universität von Bologna, Italien. Ich habe mit Carlo Ratti Associati in Turin und auch in London mit ecoLogicStudio als technischer Designer zusammengearbeitet. Derzeit bin ich Mitglied von WASP. Unsere Herausforderung ist es, mit nachhaltigen Materialien innovative Architekturkomponenten zu bauen. WASP – World’s Advanced Saving Project – ist ein 2012 in Massa Lombarda (Ravenna-Italien) gegründetes Unternehmen, das 3D-Drucker entwickelt und produziert und diese weltweit verkauft. Die breite Palette der WASP 3D-Drucker wurde entwickelt, um eine Vielzahl von menschlichen Bedürfnissen zu erfüllen: Nahrung, Wohnen, Gesundheit, Energie, Arbeit, Kunst und Kultur. Inspiriert von der Töpferwespe, die ihr eigenes Nest mit aus der Umgebung gewonnenem Material baut, wurde WASP mit dem Ziel geboren, 3D-Drucker im großen Maßstab zu entwerfen, um Häuser mit natürlichen und in der Gegend verfügbaren Materialien zu bauen, ohne die Umwelt zu belasten. Unser Ziel ist es, gesunde, umweltfreundliche Häuser zu bauen, die Energie, Nahrung und Wohlstand erzeugen. Im Jahr 2018 haben wir mit GAIA das erste Haus gebaut, das vollständig mit Roherde und Abfällen aus der landwirtschaftlichen Lieferkette 3D-gedruckt wurde. Vor Kurzem hat WASP eine neue Herausforderung gemeistert, indem wir unser TECLA-Projekt abschließen konnten. Dabei handelt es sich um ein neues Öko-Habitat, das vollständig aus wiederverwendbaren, recycelbaren und lokalen Materialien erstellt wurde.
Alberto Chiusoli ist Bauingenieur und Computational Designer bei WASP.
3DN: Können Sie uns mehr über Ihre 3D-Drucker für den Baumarkt erzählen?
Crane WASP repräsentiert die neueste technologische Weiterentwicklung von WASP im Bereich des Bauens auf der Baustelle – ein System, das den Bau des ersten Wohnmoduls in Roherde, Gaia (2018), ermöglicht hat. Das Crane WASP 3D-Drucksystem wurde in den letzten Jahren der Forschung mit dem Ziel entwickelt, ein integraler Bestandteil des Projekts Maker Economy Starter Kit zu sein – ein Container, der für den Transport der wichtigsten Technologien bestimmt ist, die für die Einrichtung von eigenen Bauplätzen auf der ganzen Welt durch die Möglichkeiten der digitalen Fertigung erforderlich sind. Der Crane WASP 3D-Drucker ist hauptsächlich vom Modell eines Baukrans inspiriert, mit der Integration eines hochentwickelten numerischen Steuerungssystems, das speziell für den 3D-Druck von Baumaterialien entwickelt wurde. Der Crane WASP stellt eine neue Art dar, die gesamte Konstruktion zu konzipieren, von der Bau- bis zur Installationsphase. Im Moment entwickelt sich der 3D-Druck-Baumarkt sehr schnell, wobei sich die meisten Akteure auf den Betondruck konzentrieren. Wir hingegen glauben an den Wert von Nachhaltigkeit und technologischem Fortschritt zum Wohle der Menschheit.
3DN: Warum ist Ihrer Meinung nach der 3D-Druck ein nützliches Werkzeug für nachhaltiges Bauen?
Der 3D-Druck als fortschrittliches Bauverfahren kann und muss die chemischen und physikalischen Parameter der Roherde kontrollieren sowie die Bereiche der Verarbeitbarkeit während des Druckprozesses, die Rheologie der Mischung und das Verhalten, nachdem das Material gedruckt wurde, überwachen. Digitales Design in Kombination mit 3D-Druck ermöglicht es, hohe Baustandards zu erreichen, die weit über den Baupraktiken von (Stampf-) Lehm liegen. Die rohe Erde wird, sobald sie extrudiert wurde, zu einem extrem nachhaltigen Baumaterial, sowohl in Bezug auf die minimale Umweltbelastung als auch auf die architektonischen Eigenschaften.
TECLA wurde mit mehreren Crane WASP-Druckern und Erde in 3D-gedruckt.
3DN: Sie haben vor Kurzem das TECLA-Ökohabitat geschaffen und das Material, das Sie für den Druck verwendet haben, war Erde. Was sind die Herausforderungen bei der Verwendung von Erde im 3D-Druck? Wie kann seine Verwendung mehr verbreitet werden?
Der erste Schritt im Arbeitsprozess mit roher Erde ist die Gewinnung des Rohmaterials, das heterogen ist und von den mineralogischen Eigenschaften des abgebauten Bodens abhängt. Aus diesem Grund ist es notwendig, die chemische und physikalische Zusammensetzung des Bodens zu prüfen, mit Auswertungen der Ton-, Schluff- und Sandfraktionen. Nach der Probenahme erfolgt eine Trockenfilterung des Bodens mithilfe eines rotierenden Siebes, das in der Lage ist, Steine mit einer Größe von mehr als 9 mm zu eliminieren, wodurch die Granulometrie der Trockenmischung homogenisiert wird und die Reproduzierbarkeit der Mischvorgänge positiv beeinflusst wird. Letzteres erfolgt durch den Einsatz der Nassmulde, einer rotierenden Mischmaschine, unter Zugabe von Wasser, Bindemitteln und Stabilisatoren sowie Naturfasern aus der landwirtschaftlichen Kette des Reises (Reishülsen und Stroh).
Das Mischen mit einem Muller ermöglicht es, eine homogene und gut durchmischte Mischung effektiv und schnell herzustellen. Sobald es vollständig gemischt ist, wird es durch kontinuierliche Pumpensysteme mit konstanter Durchfluss- und Druckregulierung durch spezifische Sensoren zum Extrudereinlass befördert. Die Ablagerung des Materials erfolgt also durch eine schraubenförmige Schnecke, die die Materialmenge moduliert und die Verlegung homogen macht. Der Crane WASP-Drucker ist im Maker Economy Starter KIT enthalten und kann weltweit erworben und genutzt werden. Unser Ziel ist es, Wissen zu teilen und so vielen Menschen wie möglich ein Geburtsrecht auf ein eigenes Zuhause zu ermöglichen.
3DN: Wie können wir den Übergang zu einer nachhaltigeren Struktur schaffen?
Nachhaltige Architektur ist ein kultureller Ansatz. Nachhaltige Entwicklung ist weit davon entfernt, ein endgültiger Zustand der Harmonie zu sein, sondern ein Prozess der Veränderung, sodass die Nutzung von Ressourcen, die Ausrichtung von Investitionen, die Orientierung der technologischen Entwicklung und institutionelle Veränderungen nicht nur mit den gegenwärtigen, sondern auch mit den zukünftigen Bedürfnissen in Einklang gebracht werden müssen. Die zunehmende Aufmerksamkeit des Bauwesens für die Prinzipien der ökologischen Nachhaltigkeit und die von der 2030-Agenda für nachhaltige Entwicklung vorgeschlagene Vision verändern langsam, aber stetig, die Herangehensweise an Design und Konstruktion. In nachhaltige Architektur zu investieren, bedeutet, weitsichtig zu sein und sich bewusst zu machen, dass ein auf den Menschen und die Umwelt zugeschnittenes Leben nur durch den Schutz des Gemeinwohls möglich ist – angefangen bei unseren Häusern.
Das TECLA-Ökohabitat wird mit WASP 3D-Druckern und lokaler Erde gebaut. Sein Design wurde von den Nestern der Töpferwespe inspiriert.
3DN: Irgendwelche letzten Worte für unsere Leser?
Für uns ist TECLA der Gipfel der fortgeschrittenen Forschung zwischen Materie und Technologie. Es stellt das Erreichen einer beispiellosen Herausforderung dar, die die Druckgeometrie an ihre physikalische Grenze gebracht hat. Das Projekt beweist sich als eine noch nie dagewesene Perspektive für Gebäude und neue Siedlungen, bei welchem der Wert lokaler Rohstoffe durch digitales Design verstärkt wird. Die Doppelkuppel-Lösung ermöglichte es, gleichzeitig die Rollen der Struktur, des Daches und der Außenverkleidung abzudecken, was das Haus in jeder Hinsicht leistungsstark macht. Jetzt sind wir bereit und können einen wirklichen Unterschied machen!
Mehr über WASP und seine Projekte erfahren Sie auf der Unternehmenswebseite. Lassen Sie uns dazu gerne einen Kommentar da, oder teilen Sie uns Ihre Meinung auf Facebook, Twitter, LinkedIN oder Xing mit. Möchten Sie außerdem eine Zusammenfassung der wichtigsten Neuigkeiten im 3D-Druck und der Additiven Fertigung direkt und bequem in Ihr Postfach erhalten? Dann registrieren Sie sich jetzt für unseren wöchentlichen Newsletter.
*Alle Bildnachweise: WASP
