8 Innovationen, die 2017 die Bautechnikbranche aufgemischt haben

Von Angus W. Stocking, L.S.
- 8. Mai 2018 - 7 min-LEKTÜRE
construction technology 2017 Gaudí-inspired pedestrian footbridge
Eine Fußgängerbrücke in Madrid, die dem Stil Gaudís nachempfunden ist, wurde mithilfe von industriellen 3D-Druckern an Ort und Stelle errichtet. Mit freundlicher Genehmigung von IAAC (Institute for Advanced Architecture of Catalonia).

Am 17. November verkündete der britische Bauingenieursverband Institution of Structural Engineering, wer den Structural Award 2017 erhält. Zu den Gewinner-Projekten aus aller Welt zählen das wellenförmige Dach eines Fußballstadions im spanischen Bilbao, eine flexible und leicht zu transportierende Bühnenkonstruktion für Adeles „25“-Tournee und ein eleganter und erdbebensicherer Bahá’í-Tempel in Chile. So sehr sich die Beiträge auch unterscheiden: Was sie verbindet, ist der kreative Schöpfergeist, mit dem die Grenzen der Bautechnik gesprengt werden. So können Projekte umgesetzt werden, die bis vor Kurzem in unerreichbarer Ferne schienen.

Immer mehr Branchen werden von der technischen Innovationswelle erfasst. Die acht hier vorgestellten neuartigen Lösungen, die 2017 für Wirbel gesorgt haben, zeigen deutlich: Wer in der Architektur, im Ingenieur- oder im Bauwesen tätig ist, der kann damit rechnen, dass bald etwas auf den Markt kommt, das die Qualität, Ästhetik und Rentabilität der eigenen Projekte verbessern wird.

1. Umweltfreundlicherer Asphalt

Schon seit den 1960er Jahren verwendet man in der Baubranche erfolgreich recyceltes Gummi – hauptsächlich aus alten Autoreifen – als Asphaltzusatz, wodurch das Material qualitativ aufgewertet, Materialkosten gesenkt und Deponieabfälle verringert wurden. In letzter Zeit hat man begonnen, mit recycelten Flaschen und anderen Einweggegenständen aus Plastik genauso zu verfahren.

Die niederländische Stadt Rotterdam hat sogar vorgeschlagen, einen neuen Radweg zu bauen, der komplett aus recycelten Plastikklötzen besteht, welche sich nach dem Lego-Prinzip zusammensetzen lassen. Plastik und Gummi sind jedoch nicht die einzigen wiederverwerteten Materialien, die Asphalt beigemischt werden. Forscher an der RMIT University im australischen Melbourne haben bewiesen, dass Zigarettenstummel im Asphalt die Fahrbahnbeschaffenheit verbessern können und dadurch ganz nebenbei noch Schwermetalle unschädlich gemacht werden können. In Sydney ist außerdem recycelter Druckertoner Bestandteil einer umweltfreundlichen Asphaltmischung.

construction technology 2017 building bike paths out of recycled LEGO-like plastic blocks
Die Stadt Rotterdam plant den Bau von Radwegen aus recycelten Plastikklötzen, welche sich nach dem Lego-Prinzip zusammensetzen lassen. Mit freundlicher Genehmigung von PlasticRoad.

2. Betonbrücken aus dem 3D-Drucker

Eigentlich sind Betondrucker für die additive Fertigung keine Neuheit mehr (erstmalig erwähnt hat Redshift diese Technologie bereits im Jahr 2014). Allerdings wurde 2017 ein wichtiger Meilenstein erreicht, als nicht nur eine, sondern gleich zwei Brücken mithilfe von industriellen 3D-Druckern direkt auf der Baustelle entstanden.

Die erste, eine dem Stil Gaudís nachempfundene Fußgängerbrücke in Madrid, wurde vom Institute of Advanced Architecture of Catalonia, einer Denkfabrik, entworfen. Am Planungs- und Bauprozess der zweiten, einer Fahrradbrücke in den Niederlanden, waren Ingenieure der Technischen Universität Eindhoven sowie das Bauunternehmen BAM Infra beteiligt.

Bei dieser Art von Strukturen bietet der 3D-Druck viele Vorteile: Es wird nur so viel Zement verwendet, wie tatsächlich gebraucht wird (weniger Kohlendioxidemissionen), es werden keine Schalungen benötigt (weniger Abfall) und es können Formen entstehen, die bisher nur auf der Kinoleinwand erzeugt werden konnten, wenn man tief in die Computeranimations-Trickkiste griff.

3. Baustellen-Roboter

Die altbewährten Konzepte, auf denen maschinengesteuerte Geräte beruhen – dazu gehören unter anderem Grader, Lader, Baggerlader – wurden 2017 weiterentwickelt und nehmen nun die autonome Steuerungs- und Robotertechnik stärker in den Blick.

Mittlerweile sind schon einige neue Baumaschinen im Einsatz, wie zum Beispiel SAM. SAM steht für „Semi-Automated Mason“ (deutsch: halbautomatischer Maurer) und ist ein mauernder Roboter, der neben menschlichen Maurern seine Arbeit verrichtet, um die Produktivität zu steigern und die körperliche Belastung der Arbeiter zu verringern. Ein anderes Beispiel ist die autonome Laderaupe von Built Robotics. Mithilfe von LIDAR, GPS und digitalen Dateien navigiert sie auf der Baustelle selbstständig und schachtet immer dort Erde aus und lädt sie ab, wo es gerade nötig ist.

Zu den derzeit eingesetzten Baustellen-Robotern gehören auch Lkw, Muldenkipper sowie eine selbstfahrende, 320 Tonnen schwere „Mega-Maschine“. Die australische Firma Rio Tinto bedient sich momentan einer ganzen Flotte dieser Kolosse, um ihre Bergbauprojekte voranzubringen – die Maschinen werden dabei vom Hauptsitz des Unternehmens in Perth gesteuert, aus über 1000 Kilometer Entfernung.

construction technology 2017 Built Robotics’ autonomous track loader
Mithilfe von LIDAR, GPS und digitalen Dateien navigiert die autonome Laderaupe von Built Robotics auf der Baustelle selbstständig. Mit freundlicher Genehmigung von Built Robotics.

4. Virtuelle Realität (VR) in der Bauplanung

Bis vor Kurzem beschränkten sich virtuelle Umgebungen auf Videospiele und Simulationen für Trainingszwecke. Doch VR und immersives Design schlagen in der Baubranche immer höhere Wellen. So bediente sich beispielsweise Layton Construction 2017 beim Bau einer ca. 45.000 Quadratmeter großen Klinik mit 280 Betten in Florence im US-Bundesstaat Alabama der virtuellen Realität: Damit die Nutzer die Operationssäle und andere wesentliche medizinische Einrichtungen im Vorfeld erproben konnten, erstellte das Unternehmen 20 Simulationen.

Weil man so auf physische Versuchsmodelle verzichten konnte, konnten die Klinikinhaber 250.000 US-Dollar (ca. 205.000 Euro) einsparen und gleichzeitig die Räumlichkeiten effizienter gestalten. Seither konnte Layton die Technologie bereits in noch größerem Stil einsetzen und weiter verbessern: Ergänzt um akustische und taktile Signale sowie um Augmented Reality wirkt sie nun noch realer.

5. Augmented Reality (AR)

Lange Zeit existierten baubezogene AR-Applikationen, wie auch VR-Applikationen, mehr in der Theorie als in der Praxis. Doch das ändert sich gerade. Mittlerweile gibt es sogar eine iOS-App mit dem Namen AirMeasure, die als „ultimatives AR-basiertes Toolkit für Vermessungsarbeiten“ bezeichnet wird. Mit ihren 15 Betriebsarten ermöglicht sie es Nutzern, lediglich mit dem Smartphone präzise Vor-Ort-Messungen durchzuführen.

Apropos AR: Erinnern Sie sich eigentlich noch an Google Glass? Das am Brillenrahmen montierte System hat sich zwar im Konsumentenbereich nie durchgesetzt, ist aber fast unbemerkt zu einer unentbehrlichen Applikation in der Fertigungsindustrie geworden und wird aller Voraussicht nach auch ins Bauwesen Einzug halten. Mit dem Smart Helmet von DAQRI, mit dem auf der Baustelle immersive 3D-BIM-Modelle abgerufen werden können, erobert derzeit auch noch ein weiteres Wearable den Markt.

construction technology 2017 Google Glass
Google Glass ist aus manchen Fertigungsbereichen nicht mehr wegzudenken. Mit freundlicher Genehmigung von AGCO.

6. Zirkuläre Geschäftsmodelle

2017 konnten sich zirkuläre Geschäftsmodelle weiter etablieren. Dabei handelt es sich mehr um eine konzeptionelle als eine technische Innovation, die den gesamten Lebenszyklus eines Projekts berücksichtigt. So hat der europäische Baukonzern Royal BAM im Rahmen eines Pilotprojekts mit Circl einen Pavillon gebaut, der von Anfang an so konzipiert wurde, dass er auch wieder auseinandergebaut werden kann. Dahinter steht der Gedanke, dass dank Modularbauweise und sorgfältiger Dokumentation der eingesetzten Ressourcen praktisch alle Bestandteile von Circl für den Bau anderer Gebäude wiederverwertbar sein sollen.

„Bei einigen der verwendeten Werkstoffe sollte im Laufe der Zeit sogar eine Wertsteigerung eintreten“, so Nitesh Magdani, Group Director of Sustainability bei BAM. „Im Prinzip versuchen wir, Methoden zu erarbeiten, wie wir uns Werkstoffe ausleihen können, um von ihrem zukünftigen Wert zu profitieren“. Zu diesem Zweck wird bei BAM momentan nicht nur ein Online-Marktplatz entwickelt, der für eine hundertprozentige Wiederverwertung von Werkstoffen sorgen soll, sondern auch neue Arten der Vertragsgestaltung, die der Wiederverwertung besser gerecht werden.

7. Selbstheilender Beton

Kein Infrastrukturprojekt kommt ohne Beton aus – denn Beton ist der weltweit am häufigsten verwendete Baustoff. Aber was wäre, wenn all dieser Beton sich selbst reparieren könnte, sobald Risse entstehen? Es klingt vielleicht verrückt, aber schon die alten Römer nutzten selbstheilenden Beton vor mehr als zwei Jahrtausenden. Heutzutage arbeiten Wissenschaftler erfolgreich daran, es ihnen gleich zu tun. Ein Ansatz setzt auf Bakterien, die Kalkstein produzieren. Materialwissenschaftler der Rutgers University hingegen verwenden den ebenfalls Kalkstein produzierenden Pilz Trichoderma reesei als Betonzusatz, der feine Risse schon im Moment ihrer Bildung verschließt.

8. Solarstraßen und intelligente Autobahnen

2014 veröffentlichte Solar Roadways – ein Unternehmen mit gleichnamigem Produkt – ein Video, das eine neue Art der Stromerzeugung anpreist, nämlich ein System aus in die Fahrbahn eingelassenen Solarmodulen. Dank seiner gezielten Verbreitung wurde das Video mit dem reißerischen Titel „Solar FREAKIN‘ Roadways“ auf YouTube 22 Millionen Mal aufgerufen. Dies sorgte dafür, dass das Unternehmen über eine Crowdfunding-Kampagne 2 Millionen US-Dollar (ca. 1,6 Millionen Euro) einnahm, um das Pilotprojekt in Sandpoint im US-Bundesstaat Idaho zu finanzieren.

Doch das Projekt erntete heftige Kritik. Skeptiker, die sich auf Bedenken hinsichtlich der technischen Umsetzbarkeit und auf Pilottestergebnisse beriefen, nannten das Vorhaben eine verrückte Idee und einen verdammten Misserfolg. Dennoch rief das Verkehrsministerium von Missouri 2017 ein Pilotprojekt mit Solarstraßen ins Leben. Zusätzlich gewährte die Federal Highway Administration, eine Abteilung des Verkehrsministeriums der Vereinigten Staaten, Solar Roadways Gelder in Höhe von 750.000 US-Dollar (ca. 620.000 Euro) für die Entwicklung und Erprobung des Konzepts.

Auch das niederländische Unternehmen SolaRoad, das einen Solarradweg in Amsterdam getestet hat, blickt optimistisch in die Zukunft. Sein Argument: Je ausgereifter die Technik, desto geringer die Kosten. Solarstraßen könnten sich daher bald nach nur 15 Jahren rentieren.

Die französische Firma Colas arbeitet mit dem Nationalen Institut für Solarenergie (INES) zusammen, um den Wattway zu bauen, eine knapp 1000 Kilometer lange Solarstraße in der Normandie, mit der genug Strom erzeugt werden soll, um die Beleuchtung für eine Kleinstadt mit 5000 Einwohnern sicherzustellen. Ein weiteres Wattway-Pilotprojekt gibt es im Westen des US-amerikanischen Bundesstaates Georgia, einer ländlichen Region, wo es Teil einer staatlich finanzierten Initiative zur Erforschung erneuerbarer Technologien ist.

Auch andere Methoden, durch die die Straßen der Welt intelligenter werden sollen, nehmen Fahrt auf. So befinden sich zum Beispiel energiesparende, im Dunkeln leuchtende Straßen im Test. Eine weitere Erfindung sind Fahrbahnen mit integrierten Magnetfeldern, die Elektrofahrzeuge bei voller Fahrt induktiv aufladen. Auch wenn es auf den Straßen der Zukunft manchmal holprig zugeht, die Aussichten sind vielversprechend!

Ähnliche Artikel

Erfolgreich!

Sie sind angemeldet

Für alle, die mehr über die Gestaltung der Zukunft wissen wollen.

Unseren Newsletter abonnieren