Gemeinde Nordkirchen

Das Ministerium für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung des Landes Nordrhein-Westfalen unterstützt das Bauprojekt in Nordkirchen mit 333.000 Euro aus der landeseigenen Förderung „Digitalisierung der Bauwirtschaft und innovatives Bauen“.

Nordrhein-Westfalen geht beim innovativen Bauen als Vorreiter in Deutschland weiter vorweg. Digital, dynamisch, druckfertig - Das sind unsere 3D‘s für die Zukunft des Bauens. Mit dem Druck des Vereinsheims des Sport-Club Capelle in Nordkirchen entsteht jetzt das erste öffentliche Gebäude in Deutschland mittels 3D-Druck und die Gemeinde selbst wird zur Vorreiterin. Ein Pionierprojekt von der Gemeinde für die Gemeinschaft. Erst das 3D-gedruckte Wohnhaus in Beckum, jetzt das Vereinsheim in Nordkirchen: Nordrhein-Westfalen setzt Maßstäbe beim Bauen. Da es sich um ein öffentliches Gebäude handelt, können Forschung und Öffentlichkeitsbeteiligung auf breitere Füße gestellt werden. Wir machen weiter Druck: Denn durch Druck entstehen Diamanten aus CO₂-armen recyclebaren Beton wie hier in Nordkirchen”, sagt Ina Scharrenbach, Ministerin für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung des Landes Nordrhein-Westfalen.

Bürgermeister Dietmar Bergmann: „Für die Gemeinde Nordkirchen ist es einerseits natürlich wichtig, das Ehrenamt zu stärken und Vereinen, wie dem SC Capelle, eine moderne Infrastruktur zur Verfügung zu stellen. Dieses Projekt im Speziellen ist andererseits aber auch ein klares Signal, dass kleine Orte in ländlichen Regionen auch Innovationen und Zukunftstechnologien vorantreiben können. Dank der großen finanziellen Unterstützung durch das Ministerium für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung des Landes Nordrhein-Westfalen und das Know-how unserer Projektpartner von Steinhoff Architekten, PERI und Heidelberg Materials, können wir in Nordkirchen ein Bauprojekt realisieren, das nicht nur in der Umgebung, sondern überregional für Aufmerksamkeit sorgt."

Vor Ort überzeugte sich Ministerin Ina Scharrenbach bei einer Live-Druck-Vorführung über den Baufortschritt und deponierte gemeinsam mit Bürgermeister Dietmar Bergmann, Architekt und Bauleiter Lothar Steinhoff, Geschäftsführer Dr. Fabian Meyer-Brötz (Peri 3D Construction GmbH) und Dr. Jörg Dietrich (Heidelberg Materials) eine Zeitkapsel, um für zukünftige Generationen an diesen Moment zu erinnern. Darin enthalten sind unter anderem digitale Pläne des Gebäudes auf einem USB-Stick, eine aktuelle Ausgabe der Tageszeitung, sowie eine Chronik des SC Capelle.

Der zweistöckige Bau bietet dem SC Capelle nach Fertigstellung eine Nutzfläche von etwa 330 Quadratmeter. Das neue Vereinsheim wird gemeinsam mit PERI 3D Construction, einem Vorreiter auf dem Gebiet des 3D-Baudrucks, realisiert. Der Gebäudeentwurf stammt vom innovativen Architekturbüro Steinhoff Architekten, das verdruckte Material von Heidelberg Materials, einem der weltweit größten Baustoffunternehmen. Von dem Projekt werden Ergebnisse und Erfahrungen erwartet, die beispielgebend für die gesamte Baubranche sein dürften. Die Erkenntnisse aus dem Modellprojekt sollen in Zukunft in die Lehre einfließen und insbesondere den Wissenstransfer im Bereich des digitalen Bauens anwendungsbezogen stärken.

Architekt Lothar Steinhoff: „Aus unserer Sicht ist das neue Vereinsheim des SC Capelle nicht nur für den Verein und die Gemeinde ein herausragendes Projekt. Gemeinsam leisten alle beteiligten Projektpartner auch einen wichtigen Beitrag dazu, Zukunftstechnologien im Bauwesen weiterzuentwickeln. So lassen sich auch wieder mehr junge Menschen für das Handwerk begeistern und neue Fachkräfte binden. Deshalb stehen wir auch in engem Kontakt zu mittelständischen Unternehmen, Handwerksbetrieben, Schulen und den Berufskollegs in der Umgebung.“

PERI 3D Construction liefert die Expertise zum 3D-Druckprozess sowie die nötige Technologie: Der modulare 3D-Drucker COBOD BOD2 erstellt Schicht für Schicht die vertikalen Elemente des Vereinsheims. Dafür rechnet das Unternehmen mit einer reinen Druckzeit von etwa 140 Stunden.

Dr. Fabian Meyer-Brötz, Geschäftsführer der PERI 3D Construction GmbH: „Für dieses Projekt haben wir die für uns bisher größte Druckerkonfiguration aufgebaut: 25 Meter lang, 15 Meter breit und 10 Meter hoch. Wir freuen uns sehr, dass die Politik mit der Förderung dazu beiträgt, neuen Bauweisen den Weg zu bereiten. Im Angesicht der großen Herausforderungen wie Fachkräftemangel, Wohnungsnot und stagnierender Produktivität im Bau bietet der 3D-Baudruck einen dringend nötigen Lösungsansatz, um schneller, günstiger und materialschonender zu bauen.“

Heidelberg Materials setzt hier einen 3D-Druckbeton als Hightech-Baustoff ein, der als mineralischer Baustoff zu 100 % recyclebar ist. Darüber hinaus beinhaltet dieser 3D-Druckbeton ein Bindemittel mit etwa 55 % CO₂-Reduktion gegenüber einem reinen Portlandzement. Um den 3D-Druckbeton nachhaltig lokal zu produzieren und noch flexibler liefern zu können, wurde vom Unternehmen Heidelberg Materials Deutschland in den vergangen zwei Jahren ein Produktionsstandort in Nordrhein-Westfalen aufgebaut.

Dr. Jörg Dietrich, Leiter Engineering & Innovation sowie Leiter Produktmanagement bei Heidelberg Materials Deutschland: „Durch eine gezielte Entwurfsplanung ergibt sich zudem hohes Potenzial für einen effizienten Materialeinsatz. Das Material ist gut pumpbar und besitzt gleichzeitig sehr gute Extrusionseigenschaften. Die zielsichere Festigkeitsentwicklung sorgt zudem für ein Druckbild mit hoher Formtreue.“

Hintergrund

• Das Bauprojekt in Nordkirchen wird im Rahmen des Förderprogramms „Digitalisierung der Bauwirtschaft und innovatives Bauen” von der Landesregierung Nordrhein-Westfalen gefördert. Mit dem Haushalt 2020 wurde erstmalig das Förderprogramm „Digitalisierung der Bauwirtschaft und innovatives Bauen“ aufgelegt. Zielsetzung des Programms ist es, im Bereich des Bauwesens Grundsteine für innovative Zukunftstechnologien zu legen und die technologischen und wirtschaftlichen Chancen weiterzuentwickeln. Für 2023 stehen landesweit 4,5 Millionen Euro für möglichst praxisorientierte Forschungsvorhaben, Wissenstransfers, Modellprojekte und innovative Bauverfahren zur Verfügung. Anträge zur Förderung können ganzjährig gestellt werden.

• Ziel des geförderten Projekts in Nordkirchen ist es, praktische Erfahrungen und Erkenntnisse bei der Errichtung eines Gebäudes mit dem 3D-Betondruckverfahren zu sammeln, die als Grundlage für die Planung und wirtschaftliche Betrachtung von Folge-projekten dienen. Aus diesen Erfahrungen und Erkenntnissen sollen standardisierte Vorgehensweisen zum Beispiel für Genehmigungsverfahren, die Bauvorbereitung und die Bauausführung entwickelt und der Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden. Davon können zukünftig Planer, Fachfirmen, Bauherren und viele mehr profitieren.

• Wie funktioniert 3D-Druck beim Bauen? Meistens wird 3D-druckfähiger Mörtel oder Beton auf Zementbasis „gedruckt“. Dieses bedeutet, dass der Baustoff durch eine Düse in Schichten aufgetragen wird. Die Schichtdicken liegen im Zentimeter-Bereich. Der 3D-Drucker ist flexibel und schnell einsetzbar, so dass sich die erforderlichen Ressourcen verringern. Denn es müssen nicht mehr viele verschiedene Bauteile auf der Baustelle zu einem Wandelement zusammengebaut werden. Dieses ergibt eine Zeitersparnis und eine Verschlankung der Bauabläufe. Um die finanziellen und zeitlichen Vorteile zu evaluieren, sind Pilotprojekte notwendig.

Grundsätzlich ist alles bereit, um das neue Vereinsheim und gleichzeitig das erste öffentliche Gebäude in Deutschland im 3D-Betondruck-Verfahren zu errichten. Für die Gemeinde Nordkirchen, den Verein und das Architekturbüro Steinhoff hieß es in den vergangenen Tagen dennoch, abzuwarten und auf eine positive Nachricht aus Düsseldorf zu warten. Denn noch steht die Zustimmung des NRW-Ministeriums für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung im Einzelfall an. Heißt: Der Beton muss zum Druck freigegeben werden.

„Diese Genehmigung haben wir seit dem 30. März“, kann Bauamtsleiter Manuel Lachmann jetzt verkünden. Das bedeutet, die Mitarbeiter:innen von PERI können, wie geplant, nach Ostern mit dem Druck des Erdgeschosses beginnen.

„Wir sind mehr als glücklich, dass der Bau des neuen Vereinsheims für den SC Capelle jetzt endlich starten kann“, sagt Bürgermeister Dietmar Bergmann.

Für die Gemeinde stehe an erster Stelle, dass die Sportlerinnen und Sportler des SC Capelle ein modernes Vereinsheim und einen ansprechenden Treffpunkt für den gemeinsamen Sport bekommen. Gleichzeitig sei es aber auch ein Leuchtturmprojekt für kleine, innovative Gemeinden wie Nordkirchen, so Bergmann weiter.

Während der mehrwöchigen Druckzeit wird es immer wieder Besichtigungsmöglichkeiten geben, um sich den 3D-Betondrucker in Aktion anzusehen. In Capelle steht einer der größte Drucker, den PERI jemals aufgebaut hat, wie das Unternehmen mitteilt. Das Projekt in Capelle wird wissenschaftlich begleitet und soll auch zur Forschung und Entwicklung moderner Bautechnologien beitragen.

Nachdem sich der eigentlich für Sommer 2022 geplante Druckstart plötzlich und unerwartet verzögert hat, gehen die Gemeinde Nordkirchen, Steinhoffarchitekten aus Capelle und PERI davon aus, dass der Gebäudedruck nach den Ostertagen (9. und 10. April 2023) starten kann.

Die Genehmigung des Ministeriums für Heimat, Kommunales, Bau und Digitalisierung des Landes Nordrhein-Westfalen steht zwar noch aus, dass dafür erforderliche Gutachten liegt dort allerdings zur Prüfung vor. Wenn das Okay aus Düsseldorf kommt, kann der Betondrucker loslegen.

„Wir hoffen jetzt natürlich auf ein positives Signal, sind gleichzeitig aber auch zuversichtlich, dass das Projekt bald realisiert werden kann“, sagt Bürgermeister Dietmar Bergmann

Ab Anfang September 2022 können sich interessierte Gäste bei Live-Druck-Events ansehen, wie dieses Verfahren funktioniert.

Während der Präsentationstermine fertigt der Drucker unter anderem ein Häuschen im Mini-Format an.

Der Capeller Architekt Lothar Steinhoff, der das Projekt für die Gemeinde und den Verein umsetzt, erklärt, wie die Technik funktioniert: Schicht für Schicht fahre der Drucker entlang eines vorgegebenen Pfades – in diesem Fall eines 3x4 Meter großen Haus-Grundrisses –, und trägt dabei aus einer Düse nach und nach wenige Zentimeter dicke Schichten eines speziell für das Verfahren angefertigten Betons auf.

Dabei läuft der Druckvorgang zwar selbstständig ab, ein Team des Fachunternehmens PERI begleitet den Prozess allerdings, überwacht den Drucker und fügt beispielsweise Steckdosen-Öffnungen aus Plastik per Hand in die Öffnungen ein, die der Drucker ausspart. Das in Weißenhorn in Bayern beheimatete Unternehmen hat bereits 2020 in Beckum das erste private Wohnhaus in Deutschland im 3D-Betondruck-Verfahren gebaut. In Capelle realisiert PERI das erste öffentliche Gebäude in diesem Verfahren.

Für den Nordkirchener Bürgermeister, Dietmar Bergmann, ist das Projekt eine logische Fortsetzung der Bemühungen der Schlossgemeinde, digitaler zu werden. „2018 haben wir mit dem flächendeckenden Ausbau eines Glasfasernetzes im Innen- und im Außenbereich auf diesem Weg den ersten wichtigen Schritt gemacht“, sagte Bergmann beim ersten der beiden Live-Events. Als die Gemeinde mit Hochgeschwindigkeitsinternet versorgt war, sei die nächste Überlegung der Verwaltung gewesen: „Wie können wir uns mit dieser Technik weiterentwickeln?“, so Bergmann. Aus dieser Überlegung sei der Digitalcampus Nordkirchen entstanden, der zahlreichen Start-ups in der Gemeinde einen Ort zum Wachsen gegeben habe und sie mit Unternehmen vor Ort – wie zum Beispiel dem Architekturbüro Steinhoff aus Capelle – vernetzt hat. Aus der dafür nötigen digitalen Infrastruktur und der Förderung fortschrittlicher Ideen, entstehen schließlich Projekte, wie das gedruckte Vereinsheim des SC Capelle.

Das Projekt soll allerdings nicht nur der Gemeinde und dem Verein ein neues Sportheim bescheren, sondern auch einen Beitrag zur Forschung auf dem Gebiet des 3D-Betondruckverfahrens und der Digitalisierung der Bauwirtschaft leisten. Aus diesem Grund wird der Bau wissenschaftlich von der Technischen Hochschule (TH) Köln begleitet. Auch die Handwerkskammer Kreis Coesfeld und die Wirtschaftsförderung Kreis Coesfeld sind im ständigen Austausch mit den Projektpartnern.

Im kommenden Jahr soll der 3D-Betondrucker dann umschlaten, vom Demonstrations- auf den Realbetrieb. Dann lässt er das neue Vereinsheim des SC Capelle entstehen – ohne Mauersteine, Schicht für Schicht.

Nachdem die Gemeinde Nordkirchen mit dem SC Capelle und der Fa. PERI die von Steinhoffarchitekten eingebrachte Idee des 3D Betondrucks des Vereinsheimes in Capelle vereinbart hatten, sind die Planungen seit Dezember 2021 stetig vorangegangen.

Gleichzeitig gab es wegen der Entwicklung zukunftsweisender Planungs- und Bautechniken vom Ministerium für Heimat, Kommunales, Bau und Gleichstellung des Landes NRW eine Förderzusage über 330.000 €. Die Baugenehmigung für das Gebäude wurde im April 2022 erteilt. Anschließend sind die ersten Arbeiten erfolgt. Zunächst hat die Fa. Gebr. Lorenz mit den Erd- und Ausschachtungsarbeiten und den Vorbereitungen für die Bodenplatte begonnen, welche dann bereits im Juni 2022 gegossen werden konnte.

Die ursprüngliche Absicht, bereits zum Sommer 2022 mit dem 3D-Druck des ersten öffentlichen Gebäudes zu beginnen, muss jedoch zeitlich verschoben werden:

Der Produktionsstandort im europäischen Ausland für das für diese Projekte verwendete Druckmaterial steht nicht mehr zur Verfügung. Durch einen Wechsel des Produktionsstandorts ergibt sich die Notwendigkeit für die Genehmigung des neuen Vereinsheims aufwendige Prüfserien an gedruckten Strukturen durchzuführen, wodurch sich unterm Strich das Bauvorhaben verzögert.

Bürgermeister Dietmar Bergmann zeigt sich seinerzeit überrascht hinsichtlich der Entwicklung: “Wir halten an der Absicht fest, das neue Vereinsgebäude im 3D Betondruckverfahren zu realisieren und entsprechend dem Sportstättenkonzept der Gemeinde Nordkirchen eine neue zukunftsweisende Sportanlage für den SC Capelle zu realisieren. Die zeitliche Verzögerung können wir an der Stelle nur akzeptieren.“

PERI arbeitet schon seit 2021 daran, Materialien aus deutscher Produktion für eine Zustimmung im Einzelfall durch das zuständige Ministerium zu ertüchtigen. Auf Basis bisheriger Versuchsergebnisse planen sie mit dem Vorliegen eines aus offizieller Sicht nutzbaren Materials zu Beginn des Jahres 2023.

Der positive Blick auf diese Verzögerung ist, dass ab 2023 ein lokal produziertes nachhaltigeres Material genutzt werden kann. Auch für den Stellenwert der 3D-Drucktechnologie innerhalb des Landes Nordrhein-Westfalen ergaben sich Vorteile, wenn die Lieferkette des Materials so lokal wie möglich gehalten wird. Dadurch erhöht sich der Mehrwert dieses Pilotprojekts weiter.

Dennoch haben Lothar Steinhoff und die Fa. PERI vereinbart, den Drucker im dritten Quartal  2022 nach Capelle zu liefern und aufzubauen, um dort Test- und Forschungsdrucke mit Interessierten aus der Baubranche und Hochschulen durchzuführen. „Wir wollen die Zeit nutzen, um gemeinsam mit der Fa. PERI die Entwicklung des 3D Betondruckes weiter voranzutreiben.“