Modular Housing-System für erdbebensicheren Wohnraum in Peru

Die Vision: 300 km südlich von Lima, nur wenige Kilometer vom Zentrum der Stadt Ica entfernt, soll „Las Piedras de Buenavista“ entstehen – eine moderne und sichere Siedlung mit eigenem Einkaufszentrum, Boulevard,Lagune, Sportplätzen, Skate Park, Schule, Kirche und 91.000 m² Grünflächen. Ziel ist ein hoher Lebensstandard zu erschwinglichen Preisen.

Der Plan: auf einer Fläche von 1.000.000 m² und in einem Zeitraum von nur 60 Monaten entstehen 3.600 Häuser mit jeweils drei Räumen, 70 m² Wohnfläche auf zwei Etagen, einem eigenem Patio und Garten. Wegen der tektonischen Lage Icas in Erdbebenzone XI müssen die Häuser sowohl erdbeben- als auch sturmsicher sein. Gleichzeitig soll der Materialeinsatz minimiert werden, die Bauteile sollen hervorragende Oberflächenqualitäten haben, um aufwändige Nacharbeiten zu vermeiden, sowie dünnwandige Querschnitte enthalten. Das Produktionssystem sollte zudem kurze Bauzeiten, Wirtschaftlichkeit und hohe Qualität gewährleisten.

Ratec und Reymann Technik konnten der peruanischen Firma mit ihrem Know-how aus der Anlagenplanung, ihrer hochpräzisen Schalungstechnologie und dem selbst entwickelten upcrete-Verfahren eine geeignete Lösung anbieten.

Die Grundidee

Grundlage des Bausystems ist die monolithische Fertigung eines Raummoduls, das tragende Wände, Boden, Unterzüge sowie elektrische und sanitäre Einbauten bereits vereint und „in einem Guss“ hergestellt wird. Ergänzend werden nur noch Dach, Zwischenwände, Treppen und gegebenenfalls Balkone in gesonderten Schalungen betoniert und auf der Baustelle montiert.

Die komplette Produktionsanlage wurde durch Reymann Technik als Generalunternehmer realisiert und schlüsselfertig übergeben. Ratec produzierte und lieferte alle Schalungen und die erforderliche Pumpentechnologie, insgesamt: drei Schalungen für Raummodule 3 x 6 x 3 m (B x L x H), eine Batterieschalung mit sechs Taschen 8 x 3 m, zwei Treppenschalungen, zwei Balkonschalungen sowie zwei PumpCars auf Basis der UPP 100.

Die in Stahlbauweise konzipierte Produktionshalle mit den Maßen 25 x 12 x 110 m wird nach Fertigungsende der Häuser im Übrigen nicht abgerissen; sie beherbergt dann das Gemeinde- und Einkaufszentrum der neuen Siedlung.

Fertiges Haus in weniger als 48 h

Pro Tag werden zwei komplette Häuser produziert, bestehend aus jeweils drei Raummodulen, sechs Trenn- und Sichtwänden, einer Treppe, einem Balkon und zwei Dächern. Alle Elemente werden im Upcrete-Verfahren hergestellt, das heißt durch Druckbefüllung der Schalung mit selbstverdichtendem Beton (SVB) mit einer Rotorpumpe im steigenden Strom von unten. In Verbindung mit den dafür speziell konzipierten, druckresistenten Schalungen ermöglicht Upcrete die Fertigung in Einbaulage auch bei den komplexen Geometrien der Raummodule; Rütteln ist überflüssig. Der Beton wird durch den Pumpvorgang vollständig und gleichmäßig innerhalb der Schalung verteilt. Das gewährleistet die gewünschte allseitig gute Oberflächenqualität, Kantenschärfe und Maßgenauigkeit am Bauteil.

Für die Produktion in Einbaulage besteht die von Ratec entwickelte Raummodulschalung aus einer Außenschalung und einem Schalungskern, der zum Ausschalen „geschrumpft“ und herausgehoben wird. Die Gesamtbreite des Kerns kann nach Betonaushärtung um 4 cm an den Wänden beziehungsweise 2 cm an den Ecken verringert werden.

Anstrich und Einbauteile ab Werk

Sämtliche Vorbereitungen, wie Bewehrung, Befestigung von Einbauteilen, Wasserleitungen und Stromanschlüssen, werden am Modulkern vorgenommen, der in der Außenschalung fixiert wird. Über einen Betonfüllanschluss wird die geschlossene Schalung durch eine UPP 100 Rotorpumpe (upcrete Pump Car) von unten mit selbstverdichtendem Beton befüllt.

Nach 7 bis 9 h ist die zum Ausschalen erforderliche Abhebefestigkeit erreicht. Seitenschalung, Innenkern und Deckel können sofort zum Betonieren des nächsten Raummoduls verwendet werden. Anstrich, Sanitärinstallation sowie Einbau von Fenstern und Türen erfolgen in Ica noch direkt im Werk. Parallel werden Zwischenwände, Treppe, Balkon und Dach in eigenen Schalungen hergestellt, während die Fundamente auf der Baustelle vorbereitet werden. Die komplette Endmontage des Hauses erfolgt „just in time“ auf der Baustelle, ermöglicht durch die Optimierung aller Produktionsabläufe und der Baustellenlogistik auf die Produktionskapazität hin.

Fazit und Ausblick

Ein eigens an der Universität von Peru in Lima durchgeführter Erdbebentest eines Hausprototyps aus der Anlage bestätigte die Erdbebensicherheit bis zu 9 auf der Richterskala. Gleichzeitig bietet die Modulbauweise weitere Vorteile: es sind weniger Stahleinlagen zur Bewehrung notwendig, es wird gleichzeitig eine höhere Stabilität des Gesamtsystems erzielt; teure Sondereinbauteile zur Verbindung verschiedener Elemente entfallen; derAufwand für die Ausbauarbeiten, wie Rohrleitungen oder Kabelstränge, wird verringert, da diese direkt bei der Herstellung platziert werden und zwischen den einzelnen Wänden beziehungsweise den Wänden und dem Boden entstehen keine Fugen und somit auch keine Undichtigkeiten.

Das upcrete Modular Housing-System bietet eine anwendbare, wirtschaftliche und bisher einzigartige Lösung, gerade für „Affordable Housing“- und „Low-Cost Housing“-Projekte. Das Eigenheim in Ica ist mit einem Verkaufspreis unter 25.000 US-Dollar für peruanische Verhältnisse sehr erschwinglich.

Die Produktion in Ica läuft noch bis 2018. Die Herausforderung, günstigen und sicheren Wohnraum zu schaffen, existiert weltweit. Das upcrete Modular Housing-System ist laut dem Anbieter unter geeigneten Rahmenbedingungen anderen Fertigungsweisen deutlich überlegen, da es erdbebensicher, klimaschonend, materialeffizient und wirtschaftlich sinnvoll ist. Weiterentwicklungen des Bau- und Produktionssystems – zum Beispiel für andere klimatische Verhältnisse, komplexere Geometrien und größere Dimensionen – sind in Arbeit. Auch mit dem peruanischen Kunden wird bereits an der Weiterentwicklung des Modulbaukastens und einer weiteren Fertigungsstätte in Peru gearbeitet.