28. 04. 2022
Verfasst von: Kerstin Lange, Bennet Zander

Energetische Gebäudesanierung aus der Smart Factory

Eine sanierte Doppelhaushälfte zeigt neue Fassaden- und Dachelemente, die andere Hälfe ist im alten Zustand. — Die energetische Sanierung von Häusern ist aufwändig und teuer. Die kundenindividuelle Fertigung von Fassaden- und Dachpaneelen in einer hochautomatisierten Fabrik spart Zeit und Kosten.

Wie lassen sich 22 Millionen Wohngebäude in der Nordseeregion bis 2050 energetisch sanieren? Zum Beispiel mithilfe einer autonomen Fabrik mit selbstorganisierender Fertigung und Logistik. Die Jade Hochschule am Standort Elsfleth entwickelt mit einem internationalen Projekt-Konsortium eine solche intelligente Fabrik: Hier sollen jährlich bis zu 15.000 Fassaden- und Dachpaneele zur energetischen Sanierung von Gebäuden hochautomatisiert gefertigt werden.

Automatisierte Fertigung von Dach- und Fassadenelementen

Sehr viele Gebäude in den Nordsee-Anrainerstaaten weisen einen zu hohen Energiebedarf auf und müssen zur Erreichung des Pariser Klimaabkommens saniert werden. Die Kosten handwerklicher Methoden sind für Eigentümer oftmals zu hoch und die Modernisierung ist sehr aufwändig und zeitintensiv. Durch die Automatisierung der derzeitigen manuellen Tätigkeiten will ein internationales Projekt-Konsortium erreichen, den Sanierungsprozess zu beschleunigen und zu vereinfachen sowie vor allem die Kosten zu reduzieren.

Kundenindividuelle Elemente, einfache Montage

Der Fertigungsprozess soll in der zukünftigen Pilotfabrik überwiegend autonom ablaufen: Nach einer 3D-Laservermessung des zu renovierenden Gebäudes mit der sogenannten BIM-Technologie werden die neu entwickelten Fassaden- und Dachpaneele passgenau in einer dezentralen Fabrik gefertigt. Fenster, Türen und Solarpaneele sind bei diesen bis zu zwölf Meter langen und drei Meter hohen Elementen bereits integriert. Somit können diese Elemente innerhalb weniger Tage vor Ort installiert werden – ohne dass die Bewohner ihre Wohnung verlassen müssen.

Die Grafik zeigt das Prinzip der Fassaden- und Dach-Montage. — In einer intelligenten Fabrik werden passgenau Fassaden- und Dachpaneele inklusive Solar-, Heizungs- und Ventilationssystemen für die Montage am bestehenden Haus automatisiert gefertigt.

Die Aufgabe der Jade Hochschule in Elsfleth als deutscher Projektpartner ist es, moderne Supply-Chain-Strategien zu gestalten, um die hohen logistischen Anforderungen einer solchen Fabrik zu bewältigen. Gleichzeitig wollen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die Beschaffungs-, Herstellungs- und Distributionsprozesse autonom und nachhaltig realisieren. Zu den hierbei untersuchten technologischen Möglichkeiten gehören unter anderem Cloud-Computing, cyber-physikalische Systeme (zum Beispiel intelligente Roboter) und das Internet der Dinge.

Kosten reduzieren, Renovierungstempo steigern

Die Ergebnisse des von der EU geförderten Interreg-Projektes INDU-ZERO liegen bereits vor: So zeigt die bisher nur digital existierende Fabrik, dass eine kundenindividuelle Massenproduktion von standardisierten Sanierungspaketen in einer hochautomatisierten intelligenten Fabrik möglich ist und Kosten signifikant reduziert werden können. Zudem sind bereits erste Wohneinheiten 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. Nun sucht das Konsortium Investoren, um die intelligente Fabrik zu realisieren und in der wirklichen Welt zu bauen.

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