Ausgangslage

• Der Schweizer Gebäudepark verbraucht jährlich 90 TWh Energie und ist verantwortlich für 40 Prozent des Energieverbrauchs.
• Der Energiebedarf des Gebäudeparks soll bis 2050 auf 65 TWh pro Jahr gesenkt werden.
• Über 1 Million Gebäude in der Schweiz wurden vor 1980 gebaut.
• Die Sanierungsrate ist zu tief, insbesondere bei Fassaden.

Das Pilotprojekt wurde von der Aeroskin Tech AG geleitet und in enger Zusammenarbeit mit der ETH Zürich (Institut für Baustoffe) durchgeführt. Am Demonstrationsgebäude, einem Mehrfamilienhaus in Wolfenschiessen (NW), wurden rund 280 m² Fassade saniert, wobei je eine Hälfte konventionell und mit vorgefertigten Elementen ausgeführt wurde, um einen direkten Vergleich zu ermöglichen. Mittels 3D-Scanning und Building Information Modelling (BIM) wurden die Paneele präzise an das bestehende Gebäude angepasst. Die Herstellung erfolgte in einem robotergestützten Vorfertigungs-Setup mit den Verfahren Giessen, Schneiden und Sprühen; als Hauptdämmstoff diente Glaswolle, für die Fensterleibungen Aerogel. Der automatisierte Prozess reduzierte den hohen Arbeitsaufwand der handwerklichen Detaillösungen vor Ort deutlich.

Projektziele

• Nachweis der technologischen Integration
• Reduktion des Arbeitsaufwandes um 30 Prozent und Steigerung der Qualität
• Praktische Realisierbarkeit auf der Baustelle demonstrieren und die erzielte Reduktion messen

Erkenntnisse

Der komplette digitale Ablauf von 3D-Scanning und BIM-Modellierung über die robotergestützte Vorfertigung bis zur Montage wurde am Demonstrationsgebäude unter realen Baustellenbedingungen erfolgreich umgesetzt; die vorgefertigten Elemente passten präzise auf die bestehende Gebäudegeometrie. Im direkten Vergleich benötigte das vorgefertigte System pro Quadratmeter 32 Prozent weniger Arbeitsstunden als die konventionelle Anwendung, was einer Produktivitätssteigerung von 47 Prozent entspricht; bei den aufwendigen Fensteranschlüssen sank der Aufwand dank des neu entwickelten, modularen Aerogel-Leibungselements um 45.5 Prozent. Die vorgefertigte Mörtelschicht wies zudem eine konstant hohe Qualität mit 8 mm Schichtdicke auf, während die Applikation von Hand stark schwankte (3 bis 12 mm). Die robotergestützte Produktion benötigte nur 0.16 bis 0.20 kWh Strom pro Quadratmeter und verursachte weniger als 1 Prozent des gesamten CO₂-Fussabdrucks der Elemente.

Ausblick

Mit optimierter Logistik, Verpackung und Montageabfolge lassen sich die Produktivitätsgewinne voraussichtlich auf 55 bis 65 Prozent steigern, bei den Fensterbereichen auf über 100 Prozent; die Produktionskapazität pro Anlage kann in künftigen Iterationen um das Zehnfache erhöht werden. Die Resultate bilden die Grundlage für die Kommerzialisierung, wobei das modulare Aerogel-Leibungselement auch als eigenständiges Produkt für konventionelle Sanierungen Potenzial hat.

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