Die Digitalisierung von Herstellungsprozessen im Bauwesen hat das Potenzial, die gesamte Baubranche grundlegend zu transformieren. Durch die robotergestützte, kollaborative und automatisierte Fertigung sowie die damit einhergehende Neuausrichtung der Planungsphilosophie ergeben sich zahlreiche Vorteile. Diese können maßgeblich zur Steigerung der Effizienz, Qualität, Sicherheit und Nachhaltigkeit von Bauprojekten beitragen. Das Projekt leistet einen bedeutenden Beitrag zur notwendigen „Twin Transition“ („Green & Digital“) in der Bauindustrie und bietet ideale Voraussetzungen für eine institutsübergreifende, synergetische Nutzung der geplanten Laborinfrastruktur.

Die Fakultät für Bau- und Umweltingenieurwesen (CEE) verfolgt das Ziel, digitale Fertigungsmethoden – insbesondere Robotik – in der Bauwirtschaft weiterzuentwickeln und ihr transformatives Potenzial für die Gestaltung tragender Strukturen und funktionaler Systeme der Zukunft aufzuzeigen. Das Alleinstellungsmerkmal des Projekts liegt im integralen Ansatz von „Digital Design and Manufacturing“. Mithilfe der Robotik werden neue Konstruktionsmethoden und Prozesse realisiert. Konkrete Anwendungsfelder sind die automatisierte Herstellung innovativer Tragstrukturen sowie die robotergestützte Montage und Demontage von Fassaden- und Baukonstruktionen. Dabei werden sowohl traditionelle als auch neu entwickelte, innovative Baustoffe und Technologien erforscht und auf ihre Einsatzfähigkeit in der Bauindustrie getestet.

Die geplante Multi-Robotik-Anlage besteht aus vier großformatigen 6-Achs-Robotern auf drei linearen Verfahrachsen sowie zwei kleinformatigen kollaborativen Robotern. Sie wird institutsübergreifend konzipiert und ermöglicht eine vielseitige Nutzung in Forschung, Lehre und durch Unternehmen. Der Fokus liegt auf folgenden Aspekten:

• Werkstoffübergreifend: Beton, Holz, Holzhybride, Mauerwerk, Glas, Stahl, natürliche Dämmstoffe, faserverstärkte Kunststoffe, Lehm, Biopolymere.
• Ganzheitlich: Von der Materialwissenschaft bis zur Anwendung innovativer Systemlösungen im Maßstab 1:1 für die Bauindustrie.
• Digital: Umfassende Digitalisierung in den Bereichen Planung, Programmierung und Produktion.
• Nachhaltig: Materialoptimierung, Ressourceneffizienz, Lebenszyklusoptimierung und zirkuläre Bauprozesse.

Durch die Einbindung der Laboranlage in den bestehenden Laborcluster der Fakultät für Bauingenieurwesen der TU Wien am Science Center wird eine weiterführende Untersuchung der Bauteile und Strukturen hinsichtlich Funktionalität (Bauphysik, Tragfähigkeit, Materialverhalten etc.) ermöglicht.

Die neue Laborinfrastruktur stärkt die Wettbewerbsfähigkeit des österreichischen Forschungs- und Wirtschaftsstandorts und schafft Synergien durch die Nutzung durch Pionierunternehmen im Bereich der Digitalisierung der Bauwirtschaft (LOI). Die geplanten Aktivitäten im CEE Laboratory for Digital Structures and Systems unterstützen mehrere der 17 Nachhaltigkeitsziele (SDGs) der Vereinten Nationen, insbesondere:

• SDG 12: Verantwortungsvoller Konsum und Produktion – ressourceneffiziente Produktionsprozesse und Recycling.
• SDG 9: Industrie, Innovation und Infrastruktur – Förderung nachhaltiger Industrien.
• SDG 8: Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum – technologische Modernisierung und Diversifizierung.

Dr. Tobias Huber

• TU Wien – Institut für Tragkonstruktionen, Forschungsbereich Stahlbeton- und Massivbau (Konsortialführung)
• TU Wien – Institut für Hoch- und Industriebau, Forschungsbereich Hochbau und Gebäudeerhaltung
• TU Wien – Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen, Forschungsbereich Struktursimulation und Ingenieurholzbau
• TU Wien – Institut für Werkstofftechnologie, Bauphysik und Bauökologie, Forschungsbereich Baustofflehre und Werkstofftechnologie

Dr. Tobias Huber
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tobi.huber@tuwien.ac.at

www.tuwien.at/cee/tragkonstruktionen/beton