Handwerk und Technik - Sonderpreis Züblin

Da der Wettbewerb zunimmt und sich Designtrends weiterentwickeln, steigt die Komplexität des Fassadenbau-Prozesses. Präzise Platzierungsmethoden, wie Minikräne, sind besonders erforderlich, wenn Außenpaneele installiert werden. Obwohl diese eine größere Kontrolle ermöglichen, erfordert der Prozess immer noch das physische Personalmanagement, um die Paneele manuell auszurichten, was zeitaufwändig ist und Sicherheitsrisiken birgt.

Das Ziel ist es, die Effizienz der Panelpositionierung zu steigern und das Risiko für Lasten, Personal und die Umwelt zu minimieren. Die vorgeschlagene Lösung ist ein selbstunterstützendes Protokoll, das die aktuelle Ausrichtung des angehobenen Panels und die erforderliche Ausrichtung zur Erreichung des Zielzustands bestimmen kann.

Computer Vision wird verwendet, um die Panelausrichtung in Echtzeit zu erkennen, die mit der Zielausrichtung des Panels verglichen wird, die aus dem BIM-Modell unter Verwendung des Robot Operating System extrahiert wird. Die erforderliche Ausrichtungsanpassung wird dann den Nutzenden in Echtzeit übermittelt.

Die Schritte des Proof-of-Concepts umfassen den Aufbau eines Joystick-gesteuerten Krane-URDF-Modells und die Visualisierung in RVIZ, die Verwendung von OpenCV und Aruco für die Echtzeit-Posenerkennung in ROS 2, die Echtzeit-Posierung des Aruco-Markers durch den vom Roboter manipulierten Kopf, die Verwendung von Dynamo (Tool für die visuelle Programmierung) zum Exportieren der aus dem BIM-Modell entworfenen Panel-Posen, den Vergleich der beiden Posen in Bezug auf die Welt in Ros 2, um die erforderliche Ausrichtung durch den Roboter zu bestimmen.

Dass die Wiederverwendung von Baumaterialien ein notwendiger Schritt in Richtung klimagerechter Bauwirtschaft ist, sollte kein Geheimnis mehr sein. Gerade Mauerziegel werden häufig für andere Zwecke recycelt, da ein Wiederverwendungsprozess noch zu aufwendig ist. An dieser Stelle kommt Bricky ins Spiel.

Bricky ist speziell für die Wiederverwendung von Mauerziegeln beim Abbau von Massivbauten entwickelt worden. Dieser Roboter übernimmt eine wichtige Aufgabe, für welche Menschen normalerweise viel Zeit und Mühe aufbringen müssten.

Er ermöglicht es Ziegelsteine effizient und präzise, durch nutzen fortschrittlicher Bildverarbeitungstechnologie in unterschiedliche Qualitätskategorien zu sortieren. Anhand dieser Bildanalyse entscheidet der Roboter, ob sich der Ziegelstein noch in einem guten Zustand befindet und somit direkt für neue Bauprojekte wiederverwendet werden kann. Für die Ziegelsteine, die Reste von Putz oder Mörtel aufweisen, führt der Roboter einen zusätzlichen Schritt der Reinigung durch. Diese Steine können nach der Reinigung ebenfalls sofort wiederverwendet werden. Beschädigte Mauerziegel werden von den wiederverwendbaren Steinen getrennt und für eine andere Art der Wiederaufbereitung bereitgestellt.

Durch den Einsatz dieses spezialisierten Roboters kann eine beträchtliche Menge an Ziegelsteinen wiederverwendet und vor der Entsorgung geschützt werden.

Das Projekt zielt auf die kooperative Entwicklung eines modularen Holzbausystems, das einen hohen Individualisierungsgrad ermöglicht und auf einer durchgängigen digitalen Prozesskette basiert – vom Entwurf über die Fertigung bis zur Montage. Das Konstruktionsprinzip INTERACT wurde an der Lehr- und Forschungseinheit „Computational Design in Architecture (CODE ARCH)“ der Technischen Hochschule (TH) Köln in Kooperation mit der Handwerkskammer zu Köln mit Studierenden und Auszubildenden entwickelt und von der CNC-Tischlerei Bächer Bergmann GmbH unter Einbeziehung von Studierenden und Auszubildenden im Rahmen des Pojekts REGIONALE 2025 – Bergische Rohstoffschmiede – am Standort METABOLON erstmals bei zwei Modellhäusern baulich umgesetzt.

Die modulare und reversible Struktur, die als Eigenbausystem konzipiert ist, fußt auf einer parametrischen 3D-Planung. Über die CNC-gesteuerte Bauteilfertigung bis zur Montage werden alle relevanten Informationen über ein digitales Bauwerksmodell im Sinne des Building Information Modeling (BIM) generiert und allen Projektbeteiligten zur Verfügung gestellt.

Die beiden Modellhäuser bilden die vielfältige Bandbreite und hohe Qualität ressourcenintelligenter Baustoffe, innovativer Produktionsmethoden und flächensparender Bauweisen ab. Die prototypischen Bauten sind auf einen minimalen Platzbedarf und eine multifunktionale Raumnutzung ausgelegt und stehen als Zukunftsmodelle für dynamisches Forschen, Arbeiten und Wohnen im Kontext des zirkulären Bauens.