Automatisierungssysteme im Wohnungsbau.

Erscheinungsjahr 1999
ISBN: 978-3-8167-4832-8
Verlag: Fraunhofer IRB Verlag

Buch, Deutsch, 250 Seiten

Reihe: Bau- und Wohnforschung

Seit Ende der siebziger Jahre befassen sich die großen Baufirmen Japans mit der Forschung und Entwicklung zur Automatisierung von Bauprozessen. Sie werden dabei von staatlichen Behörden und Instituten unterstützt, haben ihre Roboter der vierten Generation bereits im Einsatz und errichten Hochhäuser mit vollautomatischen Systemen. Der Bericht vergleicht den derzeitigen Technikstand der Automatisierung beim Beton- und Mauerwerksbau sowie beim Holz- und Stahlbau in Japan mit dem in Deutschland. Unter Beachtung der unterschiedlichen Arbeitswelten, Baumethoden und bauwirtschaftlichen Strukturen in beiden Ländern wird analysiert, ob mit japanischen Automatisierungssystemen Fortschritte im deutschen Wohnungsbau erreichbar sind. Es interessiert, welche von den über 400 japanischen Prototypen leicht modifiziert im deutschen Wohnungsbau eingesetzt werden können, oder ob man neue, speziell auf deutsche Verhältnisse ausgerichtete Systeme entwickeln muss. Weiterhin untersucht der Bericht den Einfluss der Automatisierung auf die Wirtschaftlichkeit, Qualität und Arbeitssicherheit beim Bau von Wohnungen und befasst sich mit der notwendigen Qualifikation der Arbeitnehmer. Die Resultate aller Gegenüberstellungen, Recherchen und Analysen fasst der Bericht in Leitlinien zusammen, die sich an die deutsche Bauwirtschaft, große Bauunternehmen sowie an die kleinen und mittelgroßen Vorfertigungsbetriebe der Bauindustrie Deutschlands richten.

Autoren/Hrsg.

Bock, Thomas

Prochiner, Frank

Inhaltsverzeichnis

1.0 Einleitung 1
1.1 Analyse der Bauwirtschaft in Japan und Deutschland 1
1.1.1 Umweltfaktoren und Klima Japan 1
1.1.1 Bevölkerung 2
1.1.3 Arbeitsmarkt 4
1.1.4 Außenhandel 5
1.1.5 Konsum und Qualitätsbewusstsein 5
1.1.6 Betriebsgrößenstruktur im Bauwesen 5
1.1.7 Arbeitsverhältnisse und Management 7
1.1.8 Entwicklung des Wohnungsbaus in Japan 8
1.1.9 Rückblick auf die Wohnungsbaupolitik in Japan 10
1.1.10 Rückblick auf die Entwicklung der Vorfertigung in Japan 11
1.1.11 Der Japanische Wohnungsmarkt 13
1.2.0 Baurobotersysteme / Bauautomatisierungssysteme in Deutschland und Japan 14
1.2.0.0 Verwendete Bauverfahren und Bausysteme in Beton 18
1.2.0.1 Kleinelemente 19
1.2.0.2 Großelemente 20
1.2.0.3 Raumelement 34
1.2.0.4 Steuerungssysteme für die Fertigungstechnologie in Deutschland 0 IM - Computerintegrated Manufacturing 40
1.2.0.5 Software zur Herstellung von Bauelementen aus Beton 41
1.2.0.6 Software zur Herstellung von Bauelementen in Ziegelbauweise 42
1.2.0.7 Teilautomatische Anlagen und Maschinen zur Fertigung von Betonfertigteilen 44
1.2.0.8 Anwender der Fertigungstechnologie in Deutschland 53
1.2.1.0 Verwendete Bauverfahren Mauerwerkselemente 55
1.2.1.1 Entwicklung 55
1.2.1.2 Kleinelemente 56
1.2.1.3 Tafelelemente 56
1.2.1.4 Zusammenfassung 62
1.2.1.5 Baurobotersysteme / Bauautomatisierungssysteme im Mauerwerksbau 63
1.2.2.0 Verwendete Bauverfahren Holz 86
1.2.2.1 Holzbausysteme /Wandsysteme 86
1.2.2.2 Blockbauweise 87
1.2.2.3 Fachwerkbau 89
1.2.2.4 Rahmenbau/Ständerbau 90
1.2.2.5 Skelettbau 91
1.2.2.6 Tafelbau 92
1.2.2.7 Raumzellen 96
1.2.2.8 Baurobotersysteme / Bauautomatisierungssysteme im Holzbau in Deutschland 98
1.2.3 Verwendete Bauverfahren im Stahlbau 110
1.2.3.0 Vorteile des Baustoffes Stahl 110
1.2.3.1 Vorbehalte gegen Stahl 110
1.2.3.2 Art der eingesetzten Bauteile 111
1.2.3.3 Frühe Entwicklungen im deutschen Stahlbau 112
1.2.3.4 Stahl in Abgrenzung zu anderen Materialien 114
1.2.3.5 Vorteile für den Einsatz von Stahl im Wohnungsbau 115
1.2.3.6 Bauweisen in Stahl 116
1.2.3.7 Automatisierung in der Stahlbaufertigung 123
1.2.4 Automatisierungssysteme und Robotersysteme in Japan 125
1.2.4.0 Robotersysteme für Erdarbeiten 125
1.2.4.1 Robotersysteme und Bauautomatisierungssysteme im Betonbau 126
1.2.4.2 Robotersysteme und Bauautomatisierungssysteme im Holzbau 135
1.2.4.3 Robotersysteme und Bauautomatisierungssysteme im Stahlbau 143
1.2.4.4 Robotersysteme und Bauautomatisierungssysteme in Ausbau und Montage 149
1.2.4.5 Robotersysteme und vollautomatische Hochbausysteme 155
1.2.4.6 Sonstige Robotersysteme und Gebäude - Serviceroboter 168
2.0.1 Technische, planerische und strukturelle Voraussetzungen für die Automatisierung in Deutschland 171
2.0.1.0 Tayloristische Grundsätze 171
2.0.1.1 Computerunterstützte Fertigung 171
2.0.1.2 Vorbild Maschinen- und Fahrzeugbau 172
2.0.1.3 Programm übergreifende Produktdatenmodelle 173
2.0.1.4 Innovations- und Kommunikationsfähigkeit 173
2.0.1.5 Ort der Wertschöpfung - Ort der Montage 174
2.0.1.6 Ausweitung der Automatisierung in der Baustoffindustrie 174
2.0.1.7 Qualitätsverbesserung 174
2.0.1.8 Sozialverträglichkeit und Automatisierung 174
2.1.0 Untersuchung und Bewertung der Möglichkeiten japanische Bauweisen und Bauverfahren auf den deutschen Wohnungsmarkt zu übertragen 176
2.1.1 Elementierte Stahlrahmenfertighäuser 178
2.1.2 Modulare Stahlraumzellenbauweise 180
2.1.3 Holzhausbau in der Fertighausindustrie 184
2.1.4 Automatische Hochbaustellen 187
3.0 Automatisierungsuntersuchungen 189
3.1.0 Untersuchung der Möglichkeiten japanische Automatsierungs- und Robotersysteme respektive Konzepte für den deutschen Wohnungsbau zu modifizieren 189
3.1.1 Robotersysteme für Erdarbeiten 191
3.1.2 Automatisierungssysteme im Betonbau 191
3.1.3 Automatisierungssysteme im Holzhausfertigbau 193
3.1.4 Automatisierungssysteme im Stahlhausbau 194
3.1.5 Automatisierte Hochbaustellen 195
3.2 Untersuchung bestehender Bauverfahren und Fertigungssysteme in Deutschland auf die Möglichkeit der Automatisierung 196
3.2.1 Voraussetzung für die Baurobotereinführung 196
3.2.2 Automatisierungspotential der einzelnen Gewerke 198
3.2.2.1 Erdarbeiten 198
3.2.2.2 Betonarbeiten 198
3.2.2.3 Mauerwerksarbeiten auf der Baustelle 199
3.2.2.4 Vorfertigung von Mauertafeln im Werk 202
3.2.2.5 Zimmermannsarbeiten 204
3.2.2.6 Dachdeckerarbeiten 205
3.2.2.7 Blechnerarbeiten 206
3.2.2.8 Installationen 206
3.2.2.9 Estrichlegerarbeiten 208
3.2.2.10 Gipser- und Trockenbauarbeiten 210
3.2.2.11 Fliesenlegerarbeiten 213
3.2.2.12 Restliche Innenausbauten 214
4.0 Auswirkungen auf den Wohnungsbau 215
4.1.0 Chancen für neue Bausysteme 215
4.1.1 Chancen für den Stahl- und Fertighausbau 215
4.1.2 Organisatorische Rationalisierung 216
4.1.3 Kostengünstiges Bauen durch industrielle Vorfertigung 217
4.1.4 Neue Arbeitsfelder für System- und Fertighaushersteller 219
4.1.5 Verbesserung vorhandener Systeme und Entwicklung Innovativer Produkte 219
4.2 Untersuchung der Auswirkungen einer Automatisierung im Wohnungsbau auf die Fertigungstechnologie, Qualitätsänderungen, Wirtschaftlichkeit 223
4.2.1 Wirtschaftlichkeit - Qualitätsänderung 223
4.3 Abschätzung der Anforderungen an die Arbeitnehmer hinsichtlich Ausbildung und Qualifikation 225
4.3.1 Imageverbesserung der Bauberufe 227
4.3.2 Qualifikationserfordernisse 227
4.3.3 Arbeitssicherheit 228
4.3.4 Arbeitsplatzverluste 229
4.3.5 Lebenslanges Lernen 229
4.4 Untersuchung von ökologischen Aspekten 230
4.4.1 Vorfertigung contra Ortbetonbauweise : Abfälle durch Schalungsmaterial und Reststoffe 230
4.4.2 Automatisierte Baustoffzubereitung auf der Baustelle 223
5.0 Erstellung von Leitlinien für die deutsche Bauwirtschaft 233
5.0.1 Marktpotential für den Robotereinsatz 233
5.0.2 Forderung nach ganzheitlichen Unternehmensstrategien 233
5.0.3 Anforderungen an die Forschungs- und Innovationspolitik 234
5.0.4 Modelle neuer Berufsbilder und Beziehungen zwischen den Sozialpartnern 235
5.1 Leitlinien für große Vorfertigungsbetriebe und Bauunternehmen 236
5.1.1 Entwicklungs- und Einsatzmöglichkeiten für automatisierte Systeme in großen Vorfertigungsbetrieben 237
5.1.2 Entwicklung und Einsatz neuer Daten- Fertigungs- Montage- und Transportsysteme 238
5.2 Planungsvoraussetzungen für "Robot Oriented Design" 240
5.2.1 Automatisierungsgerechter Entwurf 240
5.3 Leitlinien für kleine und mittlere Vorfertigungsbetriebe in der deutschen Bauindustrie 243
5.3.1 Strukturelle Veränderungen 243
5.3.2 Vom Bauteilhersteller zum Systemanbieter 248
5.3.3 Kundenorientierung - neues Marketingbewußtsein - neue Aufgaben 249
6.0 Zusammenfassung 252
7.0 Quellen