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PREFAB HOUSING

Untersuchung von Produktionsprozessen im Hinblick auf Effizienzsteigerung und Kostensenkung für bedarfsgerechten Wohnraum
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3195
Jutta Albus, Hans Drexler
TU Dortmund, Fakultät für Architektur und Bauingenieurwesen, Juniorprofessur Ressourceneffizientes Bauen
DGJ Architektur GmbH, Frankfurt/Main
2020, 71 S., 48 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag
Best.-Nr. F 3195 (Kopie des Manuskripts)
ISBN 978-3-7388-0489-8

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Inhalt

In dieser Studie werden industrielle Fertigungsprozesse für Bausysteme mit hohem Vorfertigungsgrad im Hinblick auf ihr Potenzial zur Schaffung von kostengünstigem und hochwertigem Wohnraum untersucht. Im Fokus steht nicht das Gebäude als Produkt, sondern die Produktion der Subsysteme und deren Zusammenspiel. Gegenstand der Untersuchungen sind Systeme, zu deren Referenzdaten Zugang besteht und aktuelle Produktionsverfahren, die den vorgefertigten Wohnungsbau repräsentieren. In der best-practice Studie wird nicht nur die Konstruktion eines Gebäudes, sondern auch die Produktionskette einer genauen Analyse unterzogen. 4 bis 6 Referenzprojekte ausgewählter Firmen werden einer einheitlichen Analyse von Produktionszeiten und Kostenanteilen unterzogen. Die Analyse der Produktion der baukonstruktiven Bereiche zusammen mit der Betrachtung von Montage, Fertigungs- und Bauzeiten sowie Kostenanteilen lässt eine Bewertung des Gesamtsystems und des Optimierungspotenzials für künftige Umsetzungen und Veränderungen der Stückzahlen ableiten. Die Herstellungsmethoden und der Grad der Vorfertigung werden untersucht und in Verhältnis zu den Kosten und Qualitäten gesetzt. Ein Vergleich der Systeme und Materialien kann Grenzen und Potenziale der Systeme aufzeigen. Die Baukonstruktionen sollen zum einen im Hinblick auf die besonderen konstruktiven und bautechnischen Anforderungen im Wohnungsbau betrachtet werden, zum anderen sollen die Gebäudetypologien und Gebäudeklassen benannt werden, für deren Einsatz sie sich eignen.

Verfügbare Formate

Publikationslisten zum Thema:
Vorfertigung, Vorfertigungsgrad, Automatisierung, Automatisierungsgrad, Wohnbau, Wohnungsbau, Produktion, Produktionsanalyse, Kosten, Wohnraum, Fertigung, Fertigteil, Fertigteilbauweise, Produktionsprozess, Kostensenkung, Vergleich, Best Practice, Interview, Standardisierung, Serienfertigung, Montage, Bauzeit, Herstellung, Innovationsprogramm Zukunft Bau,

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Jutta Albus, Kirsten Hollmann-Schröter, Felix Lowin, Matthäus Johann Nowak
Systematisierte Planungs- und Bauprozesse
Hintergründe, Strategien und Potenziale industrieller Vorfertigungstechnologien.
2021, 217 S., 154 Abb. u. 6 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Die Publikation bietet einen Überblick über die Bereiche Vorfertigung, standardisierte Planungsmethoden und die Anwendung innovativer Konstruktionstechnologien beim Bauen. Vor dem Hintergrund der geschichtlichen Einordnung sowie den baurechtlichen Anforderungen wird der Status quo neuer, innovativer Planungsansätze und gängiger Systembauweisen, die mittels industrieller Herstellungsmethoden realisiert werden, erläutert. Im Fokus der Betrachtungen steht die Verbesserung und adäquate Anpassung an eine sich wandelnden Produktion. Dadurch soll bei den noch stark konventionellen Abläufen im Bauen und damit verbundenen Planungsprozessen sowohl eine Steigerung der Effizienz durch innovative technologische Herangehensweisen als auch eine hohe architektonische Qualität erreicht werden. Anhand von Projektbeispielen aus dem Bereich Wohnungs- und Bürobau werden die Vielseitigkeit der Herangehensweisen aufgezeigt und die Potenziale einer systematisierten, auf Vorfertigung und industrielle Produktionsprozesse ausgerichteten Planungsmethodik dargestellt. Insbesondere der Einsatz neuer Planungswerkzeuge unterstützt eine Abgrenzung zu früheren, allseits bekannten Formen der Standardisierung und erreicht durch eine stärkere Einbindung von digitalisierten Entwurfs- und Produktionsprozessen eine Verbesserung der gestalterischen Varianz.

Frank Heinlein
Recyclable by Werner Sobek
German / English edition
2019, 152 S., 22.5 cm, Hardcover
av edition

Schon heute können wir nachhaltig und gleichzeitig atemberaubend schön bauen ? wenn wir es nur wollen: Die von Werner Sobek mit Dirk E. Hebel und Felix Heisel entworfene Experimentaleinheit ?Urban Mining & Recycling? (UMAR) zeigt am Beispiel des seriellen Wohnungsbaus die erste umfassende Anwendung von Rezyklaten. Alle zur Herstellung des Gebäudes benötigten Materialien sind vollständig wiederverwendbar, wiederverwertbar oder kompostierbar. Jedes einzelne Detail, jedes Produkt und jede Konstruktion wurde dafür kritisch hinterfragt. Prof. Werner Sobek ist Gründer eines weltweit tätigen Verbunds von Planungsbüros für Architektur, Tragwerksplanung, Fassadenplanung, Nachhaltigkeitsberatung und Design. Anhand von preisgekrönten Experimentalbauten wie R128, H16, F87, B10 und nun UMAR untersucht er, wie neue Materialien, Strukturen und Technologien unsere gebaute Umwelt radikal verändern können.; We already have the ability to create buildings that are both sustainable and breathtakingly beautiful today - if only we can summon the will do to so. Designed by Werner Sobek with Dirk E. Hebel and Felix Heisel, the "Urban Mining & Recycling" Experimental Unit (UMAR) uses the example of serially manufactured housing to demonstrate the first fully comprehensive application of recyclable materials. All of the elements required to construct the Unit had to be 100% reusable, recyclable or compostable. In order to achieve this goal, every single detail, every product and every structure involved in the project was scrutinised with a critical eye. Prof. Werner Sobek is the founder of an international group of engineering and design consultancies, offering premium consultancy services for architecture, structures, façades and sustainability. By means of award-winning experimental buildings such as R128, H16, F87, B10 and (most recently) UMAR he studies how new materials, structures and technologies can bring about a radical change of our built environment.

William Brenk, Sedat Dökmetas, Ibrahim Ercan, Oliver Koch
Schlüsselfertigbau
Grundlagen - Normen - Baustoffe - Ausführung
2019, 552 S., s/w. 240 mm, Hardcover
Hanser Fachbuchverlag

Der Begriff "Schlüsselfertigbau" beschreibt die vollständige Errichtung eines Bauwerks, das sich bei der Übergabe an den Bauherren bereits in einem betriebsbereiten Zustand befindet. Im Regelfall erfolgt eine Ausführung der Gesamtleistung durch einen Generalunternehmer. Um eine funktionsfähige Herstellung des Bauwerks sicherzustellen, muss der verantwortliche Bauleiter grundlegende Kenntnisse in der Planung und Bauleitung in den verschiedensten Bauleistungsbereichen besitzen. Schlüsselfertiges Bauen umfasst beispielsweise den Roh-, Hoch- und Trockenbau. Absolventen des Bauingenieurwesens, die sich für das Berufsfeld eines Bauleiters entscheiden, können mit neuen Fachbegriffen, nicht bekannten Konstruktionen sowie Fachgesprächen mit den Stakeholdern konfrontiert werden. Das Buch vermittelt ein fundiertes Grundlagenwissen und elementare Konstruktionsregeln zu ausgewählten Bereichen des Schlüsselfertigbaus. Praktikern hilft es, die Abwicklung von Schlüsselfertigbaustellen erfolgreich zu bewältigen. Zur Vermeidung von Bauschäden sowie für die erfolgreiche Planung und Errichtung sind Kenntnisse über die Eigenschaften der verwendeten Baustoffe elementar, die ebenfalls Bestandteil des Buches sind. Das Buch ist gleichermaßen als Fach- und Lehrbuch einsetzbar.

Alfred Steinle, Hubert Bachmann, Mathias Tillmann
Bauen mit Betonfertigteilen im Hochbau
Bauingenieur-Praxis
3., Aufl.
2018, 336 S., 40 Tabellen. 240 mm, Softcover
Ernst & Sohn

Der Band führt in die Betonfertigteilbauweise ein und vermittelt das notwendige Wissen für die Konstruktion, Berechnung und Bemessung. Auch die geschichtliche Entwicklung und der Stand der europäischen Normung werden aufgezeigt. Der Dreh- und Angelpunkt für den wirtschaftlichen und fehlerfreien Einsatz von Betonfertigteilen und Hauptanliegen des Buches ist der fertigungs- und montagegerechte Entwurf. Neben den zu beachtenden Randbedingungen werden typische Fertigteilkonstruktionen zur Diskussion gestellt. Die Verbindungen der Betonfertigteile sind als Schwachstelle gerade bei Horizontallasten besonders zu beachten. Daher wird die Aussteifung von Fertigteilgebäuden ausführlich behandelt. Insbesondere aufgrund von kritischen Detailnachweisen ist eine ingenieurmäßige vereinfachende Betrachtung der Aussteifung gegenüber einer computergestützten Berechnung vorzuziehen. Besonderheiten der Bemessung, z.B. Lager, Knoten und Stöße, werden vertieft dargestellt. Ein zunehmend wichtiger Anwendungsbereich für Betonfertigteile ist der Fassadenbau, welchem ein eigenes Kapitel gewidmet ist. Hier spielt der Einsatz von neuen Betonen und Bewehrungen eine große Rolle, wie z.B. ultrahochfester Beton mit Glasfaser- oder Carboneinlagen. Abschließend wird auf die Fertigung eingegangen, um beim Leser das Verständnis für die Bauweise unter Berücksichtigung der Herstellung zu erweitern. Für die 3. Auflage wurde das Buch vom erweiterten Autorenteam komplett überarbeitet.

Peter Bindseil
Stahlbetonfertigteile nach Eurocode 2
Konstruktion, Berechnung, Ausführung
4., Aufl.
2012, XI, 359 S., m. Abb. 24 cm, Buch
Reguvis Fachmedien

Das Buch behandelt schwerpunktmäßig die tragenden Strukturen. Die aufgeführten Grundlagen stellen das Handwerkszeug in der Planung dar. Die Zusammenarbeit zwischen Bauingenieur und Architekt nimmt in letzter Zeit erfreulich zu, nicht zuletzt, weil innovative Entwicklungen neuer Betonsorten und zusätzliche Möglichkeiten der Oberflächenbearbeitung ("Architekturbeton") die Gestaltungsspielräume der Fertigteilbauweise erweitern. Auch die Integration immer umfangreicherer technischer Gebäudeausrüstung hat zu neuen konstruktiven Anforderungen und Lösungen geführt. Die Gedanken der Nachhaltigkeit haben ebenfalls Einfluss auf die Fertigteilbauweise. Die vierte Auflage wurde insbesondere durch die für das Jahr 2012 vorgesehene Ablösung der Normenreihe DIN 1045 durch die neueste Fassung der Eurocode-Reihe EC2 erforderlich. Die Gliederung in vier Teile wird beibehalten: Die Teile A und B enthalten einen allgemeinen Überblick über die Anwendung von Stahlbetonfertigteilen sowie die wesentlichen Grundlagen der Planung. In Teil C erfolgt eine vertiefte Behandlung der für den Fertigteilbau spezifischen statisch-konstruktiven Probleme. In Teil D wurden die Abschnitte über den baulichen Brandschutz und über Verankerungstechnik aktualisiert. Zu Schadensfällen kann leider noch immer keine Entwarnung gegeben werden. Verschiedene Schadensursachen an Fertigteilkonstruktionen sind Gegenstand des Teiles D, ebenso Möglichkeiten von Bauteiluntersuchungen nach dem Auftreten von Schäden aber auch vor dem Umbau bestehender Bauwerke. Überlegungen zu wiederkehrenden Prüfungen werden ebenfalls angestellt.

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Forschungsberichte

Anmeldung zum Informationsdienst Bauforschung aktuell

Jutta Albus, Hans Drexler
PREFAB HOUSING
Untersuchung von Produktionsprozessen im Hinblick auf Effizienzsteigerung und Kostensenkung für bedarfsgerechten Wohnraum
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3195
2020, 71 S., 48 Abb., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

CONPrint3D-Ultralight - Herstellung monolithischer, tragender Wandkonstruktionen mit sehr hoher Wärmedämmung durch schalungsfreie Formung von Schaumbeton

Viktor Mechtcherine, Jens Otto, Frank Will, Viacheslav Markin, Christof Schröfl, Venkatesh Naidu Nerella, Martin Krause, Charlotte Dorn, Mathias Näther
CONPrint3D-Ultralight - Herstellung monolithischer, tragender Wandkonstruktionen mit sehr hoher Wärmedämmung durch schalungsfreie Formung von Schaumbeton
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3181
2020, 127 S., 78 Abb. u. 35 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Beton-3D-Druck ist eine kontinuierliche, schalungsfreie Bautechnologie nach dem Prinzip der additiven Fertigung, die wirtschaftliche Errichtung von Bauwerkstrukturen unter Baustellenbedingungen ermöglicht. Das Projekt beschäftigte sich mit der Erweiterung des Verfahrens auf Schaumbeton mit dem Ziel, die Grundlagen einer Technologie zur Erstellung tragender Wände zu entwickeln. Schaumbeton zeichnet sich durch geringe Rohdichte und gute Wärmedämmeigenschaften aus. Die entwickelten Schaumbetone, technologischen und baustofflich-analytischen Prozesse und Verfahren, sowie die Maschinenelemente einschließlich deren Integration stellen elementare Grundlagen dar, die zur großtechnischen und baupraktischen Umsetzung von schalungsfreien Formgebungsverfahren mit Schaumbetonen notwendig sind. Die Projektergebnisse können von Baustoff- und Zusatzmittelherstellern, Baumaschinenherstellern sowie Baufirmen genutzt werden, um mit beschränktem Aufwand aus dem prototypisch nachgewiesenen 3D-Druck von Schaumbeton marktfähige Produkte und Technologien mit ausgeprägten Alleinstellungsmerkmalen weiterzuentwickeln. Die erfolgte positive Bewertung der Wirtschaftlichkeit des Bauverfahrens stellt eine ausgezeichnete Grundlage für deren Überführung in die Baupraxis dar.

Ondrej Kyjanek, Oliver David Krieg, Tobias Schwinn, Achim Menges
Mensch-Roboter-Kooperation im Holzbau: Potentiale für die Vorfertigung
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3180
2020, 69 S., 24 Abb. u. 2 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Der Holzbau basiert heute auf Leichtbausystemen mit einem sehr hohen Vorfertigungsgrad. Der Automatisierungsgrad der Fertigung im Holzbau ist jedoch im Vergleich zu anderen Industriebranchen immer noch sehr gering. Ziel dieses Projektes ist es daher, einen möglichen Einsatz der Mensch-Roboter-Kooperationsfertigung zu analysieren und zu bewerten, um den Automatisierungsgrad in der Holzbauvorfertigung zu erhöhen und flexibel zu halten. Die Forschungsarbeit verfolgt einen vierstufigen Forschungsansatz bestehend aus Analyse, Systematisierung, Entwicklung und Evaluierung: basierend auf der Analyse des aktuellen Stands der Technik im Holzbau und der verfügbaren Technologien der Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) und der Systematisierung der Ergebnisse, werden praktikable MRK-Workflows entwickelt und diese abschließend durch eine Reihe von Produktionssystemprototypen bewertet.

Entwicklung von nachhaltigen Sandwichelementen aus Holzschaum und Textilbeton - HoTeSa

Gregor Wisner, Frauke Bunzel, Elisabeth Stammen, Klaus Dilger
Entwicklung von nachhaltigen Sandwichelementen aus Holzschaum und Textilbeton - HoTeSa
Abschlussbericht.
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3143
2019, 40 S., 39 Abb. u. 5 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Der vermehrte Einsatz nachwachsender Rohstoffe im Bauwesen hilft Energie und Bodenschätze einzusparen. Ein neuer Ansatz zur Substituierung von typischen Kunststoffschäumen stellt der neu entwickelte Holzschaum aus Holz und Holzresten dar. In diesem Projekt sollte ein Bauelement als Sandwich aus Holzschaum und dünnwandigen Deckschichten aus textilbewehrtem Beton entwickelt und geeignete Anwendungen im Massiv- wie Fertigbau identifiziert werden. Die Ziele im Projekt waren die Identifikation der technischen Eigenschaften ausgewählter Holzschaumarten mit der Funktion als Kernwerkstoff im Sandwich. Weiterhin sollten geeignete Fügetechniken untersucht und wesentliche Verbundeigenschaften charakterisiert werden. Holzschaum aus Buchen- oder Kiefernholz mit einer Mindestdichte ab etwa 70 kg/Kubikmeter stellt einen gut technisch nutzbaren Kernwerkstoff in Sandwichbauweisen dar. Der Verbund kann durch konventionelle Klebtechnik wie auch im direkten flüssigem Benetzen mit dem Beton realisiert werden. Die untersuchten Kombinationen mit relativ dünnen Deckschichten ermöglichen leichte und sehr nachhaltige Innen- wie Außenanwendungen im Bauwesen.

Kostengünstiger Wohnungsbau: Identifikation bestehender Hemmnisse für den Einsatz von Raummodulen im Wohnungsbau. Abschlussbericht

Patrick Schwerdtner, Frank Kumlehn, Julian Schütte
Kostengünstiger Wohnungsbau: Identifikation bestehender Hemmnisse für den Einsatz von Raummodulen im Wohnungsbau. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3097
2018, 134 S., 36 Abb. u. 8 Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

Der Einsatz vorgefertigter Raummodule mit anschließender Montage auf der Baustelle stellt vor dem Hintergrund des aktuellen Defizits an (bezahlbarem) Wohnraum eine alternative Ausführungsvariante im Wohnungsbau dar. Durch Befragungen der Nachfrage- und Anbieterseite sollten die Hemmnisse beim Einsatz von Raummodulen im Wohnungsbau identifiziert werden, um hieraus Handlungserfordernisse für die Praxis abzuleiten. Das Forschungsprojekt basiert im Wesentlichen auf Befragungen, die in zwei Arbeitsschritten durchgeführt wurden. Zunächst wurde eine Befragung der Nachfrageseite im Wohnungsbau durchgeführt. Bei den Nachfragern im Wohnungsbau sollten die Barrieren und Hemmnisse identifiziert werden, die einem Einsatz der Raummodulbauweise als Alternative zur traditionellen Bauverfahren bisher entgegenstehen. Im zweiten Arbeitsschritt wurden neun Anbieter von Raummodulen aus Holz, Stahl und Beton in Form von Interviews ebenfalls einer Befragung unterzogen. Die Sichtweise der im Raummodulbau tätigen Unternehmen im Hinblick auf die Ursachen der (bislang) geringen Verbreitung der Raummodulbauweise im Wohnungsbau sollte herausgearbeitet werden. Aus den durchgeführten Befragungen konnten neben der Identifikation wesentlicher Hemmnisse auch bestehende Lösungen für den Einsatz von Raummodulen im Wohnungsbau dargelegt werden. Die identifizierten Hemmnisse wurden in die Handlungsfelder "Information", "Planungsaspekte" und "Vergabe- und Vertragsmodelle" gegliedert.

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Zeitschriftenartikel

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Reckefuß, Christian
Surfaces of structural precast components - Standard approach in accordance with the FDB Code of Practice No.?1
BFT International, 2021

Darstein-Ebner, Iris
Schulen effizient planen und bauen. Modulbauweise (kostenlos)
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Scheydt, Jennifer C.; Meyer-Brötz, Fabian
3D printing in the construction sector
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Hofmeister, Sandra
Quartiershaus Stadtelefant in Wien
Detail, 2021

Schoof, Jakob
Wohnkomplex mit Büros in Paris
Detail, 2021

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