Gebäudeenergie 19. Jul 2022 Von Fabian Kurmann

Automatisierung beschleunigt energetische Sanierung von Gebäuden

Bestandsgebäude auf einen besseren Energiestandard zu bringen, ist ein aufwendiges Unterfangen. Allein in der Nordseeregion sollen 22 Mio. Wohngebäude bis 2050 energetisch saniert werden. Ein Teil der Lösung könnten Fabriken sein, in denen neue Gebäudehüllen hochautomatisiert gefertigt werden.

Drei Reihenhäuser als Pilot der Sanierung mit automatisiert gefertigter neuer Gebäudehülle in den Niederlanden. Das Projekt Indu-Zero wurde von der EU gefördert.
Foto: Indu-Zero

In den Nordsee-Anrainerstaaten stehen viele veraltete Wohngebäude mit schlechter Isolierung und hohem Energiebedarf, die zur Erreichung des Pariser Klimaabkommens energetisch saniert werden müssen. Die Kosten der derzeitigen handwerklichen Methoden sind für Eigentümer aber oftmals zu hoch. Außerdem ist die Modernisierung noch sehr aufwendig und kostet also auch viel Zeit.

Häuser seriell sanieren: Energieeinsparung im Eiltempo

Ändern könnte sich das durch eine Fabrik, in der Fassaden- und Dachpaneele zur energetischen Sanierung von Gebäuden hochautomatisiert gefertigt werden. Auf diese Weise sollen bei der energetischen Sanierung von Millionen von Gebäuden an der Nordsee CO2-Emissionen vermieden, Kosten gesenkt und die Arbeitsbelastung auf Baustellen reduziert werden – und das alles gleichzeitig. Am Fachbereich Seefahrt und Logistik der Jade Hochschule wurde in den letzten vier Jahren in einem internationalen Projektkonsortium überlegt, wie das gehen könnte.

Gebäude energetisch sanieren zum halben Preis

„Die Fabrik, die wir entwickelt haben, ermöglicht die energetische Sanierung der Häuser nicht nur massenweise mit individualisierbaren Lösungen, sondern sie wird die gesamte Sanierung schneller durchführen und um rund 50 % günstiger machen. So hoffen wir auf insgesamt schnellere Fortschritte bei den klimagerechten Sanierungen im Nordseeraum“, sagt Kerstin Lange, die an der Jade Hochschule eine Professur für Transportwirtschaft und Projektlogistik innehat und das Projekt wissenschaftlich begleitete.

Automatischer Fassadenbauer an acht Kabeln

Das Projekte namens Indu-Zero, kurz für „Industrialisation of house renovations towards energy-neutral“, zeigt das Potenzial anhand einer bisher nur digital existierenden Fabrik. Ergebnis ist, dass eine kundenindividuelle Massenproduktion von standardisierten Sanierungspaketen in einer hochautomatisierten intelligenten Fabrik möglich ist. Bisherige Feldversuche und Simulationen zeigen, dass die Produktion der entworfenen Paneele auf Basis von EPS (expandiertem Polystyrol), einem synthetischen Dämmstoff, realisierbar ist und Kosten signifikant reduziert werden können.

Virtuelle Fabrk des EU-Forschungsprojekts Indu-Zero, in der hochautomatisiert Teile neuer Gebäudehüllen zur energetischen Sanierung hergestellt werden können.
Foto: Buro de Haan

Energetische Gebäudesanierung startet mit Laservermessung

Nach einer 3D-Laservermessung des zu renovierenden Gebäudes werden die neu entwickelten Fassaden- und Dachpaneele maßgenau in einer dezentralen Fabrik gefertigt. Fenster, Türen, Solarpaneele sowie Ventilationssysteme sind bei diesen bis zu 12 m langen und 3 m hohen Elementen bereits integriert, sodass diese innerhalb weniger Tage vor Ort installiert werden können – ohne dass die Bewohner ihre Wohnung verlassen müssen. Dank der Integration von Sonnenkollektoren oder Wärmepumpen bietet die Sanierung eine nachhaltige Lösung zur Energiegewinnung und Steigerung des Wohnkomforts.

„Der Bestand ist unsere Bauressource der Zukunft“

Erste Wohneinheiten sind in den Niederlanden mit den entworfenen Sanierungspaketen testweise ausgerüstet worden. Hierbei bestätigte sich, dass sich das Renovierungstempo deutlich steigern lässt und eine Umfunktionierung zu einem Nullenergiehaus realistisch ist.

Die konzipierte Blaupause der sogenannten Smart Factory ist für die jährliche Produktion von Fassaden- und Dachpaneelen für mindestens 15 000 Wohneinheiten ausgelegt. Ergebnis ist eine zweistöckige und rund 26 ha große Fabrik. Erforderlich sind nun Investoren, die eine solche Fabrik realisieren, um den Bau in der wirklichen Welt zu ermöglichen.

Aktuelle Fabriken sind nicht auf so viele energetische Gebäudesanierungen ausgelegt

Die Aufgabe der Jade Hochschule war die Gestaltung von modernen Logistikkonzepten und Wertschöpfungsstrategien. Neue Transport- und Kommissionierungsstrategien mussten entwickelt und bewertet werden, da die derzeitigen Produktions- und Logistiksysteme von bestehenden Fabriken der Branche nicht auf die Millionen von Sanierungen ausgelegt sind.

„Im Projekt haben wir uns nicht nur auf die Produktions- und Logistikprozesse konzentriert, sondern insbesondere auch das Kundenverhalten untersucht. Ziel war es, dass die Renovierungsarbeiten für die Kunden so unkompliziert und schnell wie möglich durchgeführt werden, sodass ein Wohnungswechsel während der Renovierung nicht stattfinden muss. Ferner sollen auch im Nachhinein die Heizkosten merklich gesenkt werden und eine Wertsteigerung der Immobilie vorliegen“, erklärt der wissenschaftliche Mitarbeiter Bennet Zander.

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