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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.

William Brenk, Sedat Dökmetas, Ibrahim Ercan, Oliver Koch
Schlüsselfertigbau
Grundlagen - Normen - Baustoffe - Ausführung
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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.

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.

Systembau
Prinzipien der Konstruktion
Prinzipien der Konstruktion
2012, 133 S., 154 b/w ill., 57 b/w ld. 270 mm, Hardcover
Birkhäuser Berlin

Seit einigen Jahren wird der Systembau, die Verwendung von vorgefertigten Elementen in der Architektur, wieder engagiert diskutiert. Lange als monoton abgestempelt, weisen heutige Bauelemente in Wirklichkeit einen hohen Differenzierungsgrad auf, der die Kreativität der Architekten nachhaltig stützen und verstärken kann. Zahlreiche Bauten arbeiten mit solchen vorgefertigten Elementen und es sind ästhetisch anspruchsvolle Modulsysteme erhältlich. Der Band stellt die verschiedenen Systeme und ihre Einsatzmöglichkeiten insbesondere im Wohnungs-, Büro- und Industriebau vor. Die Prozesse und Komponenten im Systembau werden erklärt, und das Verhalten der unterschiedlichen Materialien bei dieser Bauweise erläutert. Die Autoren stellen Strategien für Planung und Entwurf mit vorgefertigten Systemen vor, damit diese vom Architekten nutzbringend eingesetzt werden können. Zahlreiche Zeichnungen erklären die Prinzipien im Systembau; gebaute Beispiele sorgen für den Brückenschlag zur Baupraxis.

Moritz Hauschild, Rüdiger Karzel
Digitale Prozesse. Planung, Gestaltung, Fertigung
Detail Praxis
2010, 112 S., zahlreiche Zeichnungen und Fotos. 29.7 cm, Softcover
Detail

Beginnend beim Aufmaß entsteht Architektur heute vielerorts durch eine eng mit allen planungsbeteiligten Architekten, Ingenieuren und ausführenden Firmen abgestimmte digitale Prozesskette. Der Band zeigt auf, welchen Einfluss das Spektrum digitaler Entwurfs- und Fertigungsmethoden auf die aktuelle Architektur und deren Entstehungsprozesse ausübt. Unterschiedliche Beispiele zeigen, wie digitale Prozessketten heute bereits genutzt werden und wo das Potenzial digitaler Medien für die Architektur liegt. Welche Einsatz- und Anwendungsmöglichkeiten bieten sich für jedes Büro? Welchen Nutzen aber auch welche Risiken bringt die elektronische Arbeitsweise mit sich? Welche rechtlichen Konsequenzen hat dies auf das Handeln des Architekten? Der Band gibt Antworten auf diese und viele weitere Fragen rund um den digitalen Entwurfs- und Bauprozess.

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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

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.

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.

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

Folgende Literaturnachweise stammen aus der Datenbank RSWB^®plus. Die Datenbank unterstützt schnell und zielsicher Fachleute aus Planungsfirmen, Industrie und Forschung, sowie Lehrkräfte und Studierende in der akademischen Ausbildung bei Nachweis und Beschaffung von Fachinformation zum Planen und Bauen.

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Otto, Benjamin; Neumann, Maik W.
Nachhaltiges Bauen mit Systembahnsteigen. Ökobilanz unterstreicht CO2-Einsparpotenzial modularer Betonfertigteil-Bauweise
V+T Verkehr und Technik, 2022

Empelmann, Martin; Kloft, Harald
Practical solutions in additive manufacturing - Innovative jointing principles
BFT International, 2021

Scheydt, Jennifer C.; Meyer-Brötz, Fabian
3D printing in the construction sector
BFT International, 2021

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)
Bundesbaublatt, 2021

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