Haus aus dem 3D-Drucker: Was Interessenten wissen müssen

Das Druckmittel beim 3D-Druck von Häusern ist Beton, gedruckt wird auf eine vorhandene Bodenplatte. „Die Maschine legt Schicht für Schicht Betonmörtel ab, zum Beispiel in einer Stärke von zwei Mal sechs Zentimetern“, erklärt Waldemar Korte, der als Architekt bei Mense-Korte Häuser mit dem 3D-Drucker baut. Gedruckt werden nur die Wände. Bodenplatte, Geschossdecken und das Dach müssen als eigene Bauteile eingebaut werden. Auch der gesamte Ausbau wird nicht gedruckt. Dazu gehören beispielsweise Fenster und Türen, die gesamte technische Ausstattung wie Heizung und Elektrik und auch die abschließende Gestaltung der Wände, etwa der Innenputz.

Die Druckdüse bewegt sich bei den beiden wichtigsten Varianten des 3D-Drucks um eine oder um zwei Achsen:

3D-Druck mit einer Achse

Bei nur einer Druckachse dreht sich der Druckkopf in Kreisen um diese Achse herum. Das hat eine entscheidende Folge: die gedruckten Linien sind radial um die Achse angelegt, also rund oder laufen in einer gerade Linien von der Achse weg. Häuser aus einem solchen 3D-Drucker sind insofern meist kreisförmig.

3D-Druck mit zwei Achsen

Es gibt aber auch die Möglichkeit, den Druckkopf an zwei Achsen zu befestigen. Dann sind tendenziell alle Wandverläufe denkbar. Der Nachteil dieser Variante: Der Aufwand, diesen 3D-Drucker aufzubauen, ist etwas größer als bei einachsigen Druckern.

Deswegen gibt es 3D-Druck-Anbieter, die ihre Maschine nicht auf die Baustelle verfrachten, sondern mit dem Betondrucker in der Fabrikhalle einzelne Elemente drucken und diese dann auf der Baustelle zusammensetzen. Diese Bauweise ähnelt dann dem Fertighausbau, wo ebenfalls Wandelemente in der Fabrik vorproduziert und auf der Baustelle zusammengesetzt werden.

Eine Baustelle mit Betondrucker. Auf die fertigen Wände kann die Geschossdecke gelegt werden. Foto: Michael Rupp Bauunternehmung GmbH

Der 3D-Drucker setzt Betonlinie auf Betonlinie. Die fertigen Häuser haben einen charakteristischen Look – vor allem bei den kreisförmigen Grundrissen des einachsigen 3D-Druckers. Außerdem sind bei vielen Häusern aus dem 3D-Drucker die einzeln gedruckten Linien erkennbar. Kanten und Ecken sind häufig abgerundet.

Trotz dieser Voraussetzungen sind mit einem 3D-Drucker sehr viele Baustile umsetzbar: „Es ist möglich, die typische Optik zu vermeiden, sodass sich ein Haus kaum von herkömmlichen Bauweisen unterscheidet“, sagt Korte. Zum einen durch den Druckprozess selbst, der so angepasst werden kann, dass die einzelnen Linien nicht mehr sichtbar sind. Zum anderen durch die Fassadengestaltung. Die Betonwände können wie bei vielen anderen Baustilen verputzt und gestrichen oder aber auch mit Holz verkleidet werden.

Viele gedruckte Häuser sind eingeschossig und haben keinen Keller – möglich ist jedoch beides. Ist der 3D-Druck vor Ort nicht möglich, kann auch ein herkömmlicher Keller gebaut werden, auf dessen Deckenplatte dann das Haus gedruckt wird. Häuser mit mehreren Stockwerken werden üblicherweise nicht in einem Zuge gedruckt. Stattdessen wird erst ein Geschoss abgeschlossen, die Zwischengeschossplatte besteht aus einem Fertigbetonteil. Darauf kann dann das nächste Stockwerk gedruckt werden.

Das gedruckte Einfamilienhaus von Mense-Korte in Zusammenarbeit mit Peri. Foto: PERI

Die 3D-Druck-Technik ist noch jung, es gibt wenige Angaben zu Preisen beispielsweise für Einfamilienhäuser. Waldemar Korte sagt jedoch: „Momentan sind wir 10 bis 15 Prozent teurer als herkömmliche Bauweisen, wollen aber perspektivisch in zwei bis drei Jahren, wenn die Menge und die Masse da ist und sich Optimierungspotenzial aufgetan hat, kostenneutral werden und in vier oder fünf Jahren kostengünstiger sein als andere Bauweisen.“

Vereinzelt finden sich Preisangaben von unter 10.000 Euro für ein Haus aus dem 3D-Drucker. Dabei handelt es sich aber nicht um realisierbare Preise für frei geplante Häuser, sondern um sehr kleine Prototypen, die nicht auf Basis des deutschen Baurechts entwickelt wurden. Auch die Haustechnik ist oftmals nicht inbegriffen, sondern wurde aus Marketinggründen von den jeweiligen Herstellern kostenlos gestellt.

Der Druck eines Hauses ist potenziell die schnellste Bauweise. „Wir können ein Gebäude mit 160 Quadratmetern und zwei Geschossen in fünf Monaten vor Ort errichten“, sagt Korte. Ein Haus zu mauern dauert etwas länger, die Aufstellung eines Fertigbauhauses geht deutlich schneller. Doch wenn man die gesamte Planungs- und Bauzeit beachtet, gibt es wenige Unterschiede. So müssen Fertighäuser ja in der Fabrik produziert werden. Die Dauer des Innenausbaus ist bei allen Bauweisen vergleichbar. Verzögerungen beim Bau treten eher auf, weil es Wartezeiten zwischen den Bauabschnitten gibt, etwa wenn der Estrich trocknet oder weil die verschiedenen beteiligten Baufirmen ihre Bauzeiten nicht immer optimal aufeinander abstimmen können.

Das wichtigste Baumaterial ist Beton, mit all seinen Vorteilen, wie dem guten Brand- und Schallschutz. Auch die Nachteile gehören dazu, insbesondere die schlechte CO2-Bilanz durch den Einsatz von Zement in Beton. „Zement hat einen schlechten Ruf. Aber ohne Zement, beziehungsweise ohne Beton können wir nicht bauen“, gibt Korte zu. „Es ist die Frage, wie man damit umgeht. Und der 3D-Betondruck hat den Vorteil, dass wir Material sehr genau applizieren können und die Teile auch nur so stark gedruckt werden, wie wir sie wirklich brauchen.“ Dadurch wird also Material eingespart.

Und auch am Druckmaterial selbst gibt es Verbesserungspotenzial in ökologischer Hinsicht: „Bisher verwenden wir Beton, weil der Baustoff zugelassen und bekannt ist. Wir spielen aber mit dem Gedanken, den Mörtel zu optimieren, also den Zementgehalt zu reduzieren oder komplett mit Recyclingmaterial zu drucken.“

Daneben kommen klassische Baumaterialien zum Einsatz, wie sie auch bei anderen Bauweisen eingesetzt werden: Beispielsweise Stahl für Bewehrungen, Fensterglas, Kupfer für die Elektrik oder PVC für Rohre.

Für die Dämmung von Häusern aus dem 3D-Drucker gibt es verschiedene Konzepte. Zum einen können die Wände so gedruckt werden, dass Hohlräume entstehen, die mit Dämmmaterial gefüllt werden können. „Die Dämmung wird nicht mitgedruckt“, erklärt Korte. „Sie wird entweder eingeblasen oder eingeschüttet in Hohlräume, die gedruckt werden.“ Daneben wäre es auch möglich, Betonwände nachträglich mit einem Wärmedämmverbundsystem zu versehen.

Der 3D-Druck von Häusern hat sich in Deutschland noch nicht etabliert. Dennoch: „Es gibt viele private Interessenten“, sagt Korte. „Wenn sie aber merken, dass der Bau teurer ist, werden viele Projekte nicht weiterverfolgt.“ Das Architekturbüro Mense-Korte und andere Anbieter bauen in erster Linie Mehrfamilienhäuser und Bauwerke für öffentliche Auftraggeber.

Bauherren von Einfamilienhäusern können also kaum auf Erfahrungen anderer Hausbauer zurückgreifen. Wer ein 3D-Haus drucken lässt, ist insofern Pionier, der auch höhere Kosten in Kauf nimmt. Interesse an neuer Technik und Spaß an modernen Formen gehören sicherlich ebenfalls dazu.

Potenziell füllt der 3D-Druck den Raum zwischen Massiv- und Fertighausbau. In Zukunft kann die Technik möglicherweise auch zu niedrigeren Baupreisen beitragen. Mit entsprechenden Druckmaterialien könnte die Bauweise auch ökologisch sinnvoll sein.

Nahaufnahme der gedruckten Betonmischung. Foto: zapp2photo / stock.adobe.com

Innenaufnahme eines gedruckten Hauses. Die Bauweise ist an den Wänden erkennbar. Sie könnten aber auch verputzt werden. Foto: PERI

Gedruckte Betonelemente. So können auch Blumenkübel oder Mauersteine aus Beton gedruckt werden. Foto: iStock / Viktor Menshikov