Bundesbauministerin Klara Geywitz lobt Entwicklung der Seilroboter-Technologie für den Mauerwerksbau

Seit 2019 arbeitet die zum BV KSI gehörende Forschungsvereinigung Kalk-Sand e.V. (FV KS) gemeinsam mit dem Fachbereich für Mechatronik der UDE und dem Institut für Angewandte Bauforschung Weimar gGmbH (IAB) an der praktischen Umsetzung der Digitalisierung und Automatisierung im Mauerwerksbau mittels der Seilrobotertechnologie.

Jan Dietrich Radmacher, Vorstandsvorsitzender BV KSI, zur aktuellen Situation: „Momentan weist der Mauerwerksbau in Deutschland einen eher geringen Automatisierungsgrad bei Baustellenprozessen auf. Zwar werden innerhalb einiger Pilotprojekte schon programmgesteuerte mobile Roboter eingesetzt, die auf Bodenplatten oder Geschossdecken Mauerwerk fertigen können, jedoch sind diese Systeme auf das reine Mauern beschränkt und müssen aufwändig zwischen Geschossen eines Bauwerks transportiert und neu eingerichtet werden. Viele Arbeiten können zudem nur manuell durchgeführt werden. Das wollen wir mit unserem neu entwickelten Seilroboter ändern.“

Wie die Zukunft der Robotik aussieht, zeigt der neu entwickelte Prototyp. Er bewegt sich auf Grundlage eines BIM-Gebäudeplanes (BIM = Building Information Modeling) dreidimensional über die Baustelle, greift vollautomatisiert nach den Kalksandsteinen, portioniert Maß genau den Mörtel und errichtet in kurzer Zeit eine komplette Etage. Dank des digitalen Bauplans lässt sich der Roboter äußerst flexibel und präzise an die jeweiligen Bedingungen des Bauvorhabens anpassen.

„Dieser Seilroboter wird eindrucksvoll belegen, welche Bedeutung die Einführung dieser Technologie im Bauwesen haben kann. Die Kalksandsteinindustrie ist auf diesem Gebiet einer der Vorreiter in Deutschland. Die Bauautomatisierung bietet enorme Potenziale, die wir dringend nutzen sollten. Digitalisierung und Automatisierung bilden eine Einheit, welche die Baubranche weiter voranbringt. Mit dem Seilroboter wird ein weiterer Baustein gesetzt, um die Herausforderungen in der Bauwirtschaft in der Zukunft besser zu meistern. Technische Lösungen erleichtern die Arbeit, sorgen für schnelles und hochwertiges Bauen.“, so Radmacher.

Hinsichtlich aktueller Herausforderungen, dass sowohl die Baukapazitäten als auch die Produktivität der Baubranche gesteigert werden müssen, stellt die Robotertechnologie im Mauerwerksbau einen weiteren Mehrwert dar, den Prof. Tobias Bruckmann, Fachbereich für Mechatronik an der UDE deutlich macht: „Der Einsatz von Seilrobotern hat noch weitere Vorteile. Er kann äußerst weitreichend arbeiten und benötigt selbst nur wenig Platz. In kürzester Zeit können große Bauvolumina – auch bei komplexen Geometrien – errichtet werden.“

Dieses Gemeinschaftsprojekt steht exemplarisch für eine neue Technologie, die einen nachweislichen Nutzen für den Mittelstand im Bauwesen liefert und dem voranschreitenden Fachkräftemangel im Bauhandwerk entgegenwirken kann. Er sichert zudem eine schnellere und sichere Verarbeitung auf den Baustellen und stärkt damit die Wettbewerbsfähigkeit mittelständischer Unternehmen.

Die Automatisierung bildet einen wichtigen Aspekt für eine zukunftsfähige und produktive Bauweise. Die Nutzung von BIM-Daten macht diese Automatisierung in der Baubranche jedoch erst möglich.

„Damit unser Roboter auf der Baustelle auch wirklich sinnvoll und wirtschaftlich eingesetzt werden kann, muss der gesamte Baustellenprozess durchgängig digitalisiert und konsistent sein: von der Organisation über die Planung bis hin zum eigentlichen Arbeiten auf der Baustelle. Wenn dies der Bauwirtschaft gelingt, können durch den Einsatz von Robotertechnologien Kosten dauerhaft reduziert und die Produktivität konsequent gesteigert werden.“, so Prof. Dr.-Ing. Dieter Schramm, Leiter Fachbereich Mechatronik an der UDE.

Auch hinsichtlich Digitalisierung leistet die Kalksandsteinindustrie bereits einen wesentlichen Beitrag. Gemeinsam mit Prof. Dr.-Ing. Markus König, Leiter Fachbereich Informatik im Bauwesen der Ruhr-Universität Bochum und stellvertretender Leiter des nationalen Zentrums für Digitalisierung im Bauwesen wurde ein BIM-Plugin für Kalksandstein entwickelt. Es bildet das Standard-Produktportfolio ab und bietet herstellerunabhängige Produktdaten für den Baustoff Kalksandstein. Damit dieses digitale Tool vollumfänglich von jedem Anwender genutzt werden kann, bedarf es sowohl standardisierter Prozesse als auch hersteller- und softwareunabhängiger Datenstandards, die als Austauschformate einheitlich verwendet werden können.

„Informationen zur dreidimensionalen Gebäudegeometrie sind bei der Modellierung von Bauwerksinformationen nur der erste Schritt. Zur umfassenden digitalen Beschreibung eines Gebäudes sind zusätzliche Informationen, beispielsweise zu den verwendeten Baustoffen und Materialien unabdingbar“, erläutert Prof. Dr.-Ing. Markus König.

Bisher fehlt es an einheitlichen Standards, die für alle im Bauprozess Beteiligten gleichermaßen lesbar und verbindlich sind. Der BV KSI hat daher eine eindeutige Forderung an die Bundespolitik: „Wir brauchen umgehend eine Beschleunigung der digitalen Transformation des Bauwesens, um modelbasiert, kooperativ und effizient in allen Leistungsphasen zusammenarbeiten zu können. Ziel wäre es, eine zentrale BIM-Plattform für Baustoffdaten zu etablieren, ähnlich dem Modell der ÖKOBAUDAT, welche vereinheitlichte Daten für die ökologische Bewertung von Bauwerken zur Verfügung stellt.“, so Radmacher.

Die Entwicklung des aktuellen Prototyps des Seilroboters ist ein mit Mitteln des Bundeswirtschaftsministeriums finanziertes Projekt der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungseinrichtungen „Otto von Guericke“ e.V. (AiF). Um Innovationen wie den Seilroboter zur Serienreife bringen zu können und ihn zukünftig zum integralen Bestandteil des Mauerwerksbaus zu machen, braucht es weitergehende Forschung.

Der Bundesverband Kalksandsteinindustrie e.V. und seine gemeinnützige Forschungsvereinigung Kalk-Sand e.V. betreiben seit 1965 kontinuierlich unternehmensübergreifende und praxisbezogene Grundlagenforschung. Zu den wesentlichen Zielen zählen hierbei die fortlaufende Verbesserung und Entwicklung der Produktions- und Bauanwendungstechnik sowie des Umweltschutzes. Basis der praktischen Forschungsaktivitäten der Kalksandsteinindustrie ist die enge Zusammenarbeit und der Erfahrungsaustausch der Mitgliedsunternehmen mit ihren 77 Produktionsstandorten in Deutschland. Allein in den letzten zehn Jahren wurden mit dieser Zielrichtung über 30 Forschungsprojekte mit 21 Universitäten und Hochschuleinrichtungen realisiert.

In diesem Zusammenhang wurde auf den Stellenwert der akademischen Nachwuchsförderung verwiesen, der sich der BV KSI mit seinen umfangreichen Förderprogrammen, Stipendien und Wettbewerben verschrieben hat. Mit zunehmender Digitalisierung der Bauprozesse werden perspektivisch völlig neue Berufsbilder entstehen, die qualifizierte Ausbildungen brauchen und damit die Bauwirtschaft für Fachkräfte attraktiver machen. Nachwuchsförderung und Bauforschungsförderung sind gemeinsam zu denken. Der Bundesverband sieht beides als gesamtgesellschaftlichen Auftrag und nimmt die Politik hier eindeutig in die Pflicht:

„Die Bundesförderung in der anwendungsorientierten Forschung zugunsten des Mittelstands ist essenziell – auch für die sogenannten etablierten Baustoffe. Die branchenübergreifende Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF, Programm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz) und Transfermaßnahmen bringen Perspektiven in das Thema `Bauen für die Zukunft´. Nur mit praxisbezogener Forschung kann der dringende Transformationsprozess der Baubranche für noch mehr Nachhaltigkeit, CO2-Neutralität und Klimaschutz gelingen. Wir fordern daher eine gezielte Bauforschungsförderung seitens der Bundespolitik.“, konstatiert Bernhard Göcking, Vorstandsvorsitzender der FV KS und Präsidiumsmitglied der AiF.

Quelle: Bundesverband Kalksandsteinindustrie e.V. (BV KSI), Fotos: Henning Stauch / Bundesverband Kalksandsteinindustrie e.V.