Real-digitale Prozessketten zur Gewinnung von eingebauten Betonbauteilen für die Weiterverwendung als fertige Bauteile

Im Projekt sollen Betonbauteile aus bestehenden und zum Abriss bestimmten Gebäuden gewonnen werden und als wiederverwendbare „fertige Bauteile“ bei Neubauten zum Einsatz kommen. Dabei werden bestehende Gebäude und Bauteile mit Hilfe einer neuartigen real-digitalen Prozesskette digitalisiert und als digitaler Zwilling abgebildet. Das Projekt soll einen Beitrag zur ressourceneffizienten und nachhaltigen Kreislaufwirtschaft auf Basis digitaler Technologien leisten.

Kreislaufwirtschaft

Das Bauwesen trägt erheblich zum Klimawandel und zum weltweiten Ressourcenverbrauch bei. Ein erheblicher Anteil der Materialströme in der Bauindustrie sind immer noch linear und nicht rückführend organisiert. Insbesondere mineralische Baustoffe werden als Bauschutt deponiert oder als Füllmaterial im Tiefbau genutzt, statt diese hochwertig weiter- bzw. wiederzuverwenden. Auch Materialknappheit erfordert die Notwenigkeit einer Kreislaufwirtschaft, 2019 wurde beispielsweise davor gewarnt, dass die Ressource Sand und folglich der Baustoff Beton zu einem knappen Gut wird. Auf Werkstoffebene existieren zwar Richtlinien für Recyclingbetone, jedoch gibt es keinen Ansatz zur Wiederverwendung auf Bauteilebene. Das Forschungsprojekt entwickelt innovative Strategien, um die „Fertigteile 2.0“ für die Wiederverwendung im Sinne einer ressourceneffizienten Kreislaufwirtschaft zu gewinnen.

Real-digitale Prozesskette

Mit Hilfe innovativer Scantechnologien werden Bestandsgebäude digital erfasst. Somit steht ein reales Gebäude am Anfang des Planungsprozesses. Die erfassten Informationen bilden die Basis, um bestehende Gebäude und Bauteile in einem real-digitalen Prozess wiederzuverwenden. Nach einer Katalogisierung der Bauelemente folgt die digitale Planung und Aufbereitung der Betonbauteile mittels Robotik. Die ursprünglich eingebauten Bauteile können nach dem Rückbau durch Subtraktionsverfahren als „Fertigteil 2.0“ flexibel zu neuen Fertigteilkonstruktionen zusammengefügt und in den Materialkreislauf zurückgeführt werden.

Der gesamte Prozess wird prototypisch entwickelt, getestet, angewendet und evaluiert, am Ende des Projektes soll ein Demonstrator erstellt werden. Ein interdisziplinäres Team verfügt über ergänzende und ineinandergreifende Kompetenzen, die für das Projekt erforderlich sind.

Das Unternehmen FARO digitalisiert und identifiziert wiederverwendete Betonbauteile, welche von THING TECHNOLOGIES in einen digitalen Zwilling überführt werden. Das Fachgebiet DDU entwickelt Softwarelösungen für die Geometrieentwicklung modularer Strukturen. Nach dem Rückbau des Gebäudes übernimmt ITE die subtraktive Nachbearbeitung der Bauteile. Das Fachgebiet ENB entwickelt die vergleichende Lebenszyklusanalyse und die Ökobilanzierung im Projekt.