Glossar

Die Planungs- und Ausführungsphasen sind wichtige Schritte für eine kostengünstigste und effiziente Realisierung für den Bau von Betonfertigteilgebäuden. Dabei ist es wichtig zu beachten, dass die Gesamtendkosten und der Produktionserfolg das Ziel ist. Eine Betonfertigteilproduktion ist kein Produkt von der Stange und Maschinen alleine machen noch kein erfolgreiches Produzieren von Betonfertigteilen aus.

Dies sind die einzelnen Schritte:

• Machbarkeitsstudie (Grundlagenermittlung – Layout – Investitionskosten – Wirtschaftlichkeitsberechnung)
• Architektur – Statik – Bauphysik – Haustechnik – Montage Betonfertigteilgebäude (Planung und Ausführung)
• Bausystem
• Aufbau technisches Büro
• Ausschreibung und Ausführung Produktion
• Montage Produktion
• Koordination Produktion
• Inbetriebnahme Produktion

In einer Machbarkeitsstudie werden alle Parameter für die spätere Ausführung des Betonfertigteilwerkes festgelegt. Über eine Grundlagenermittlung werden alle Anforderungen ermittelt um ein Werk erfolgreich auszuführen, wie z. Bsp. welches Bausystem soll verwendetet werden, welche Produkte sollen produziert werden, Mengenabschätzung, verfügbares Budget, Umsetzungszeitplan, klimatische Bedingungen usw.

Mit diesen Basisdaten wird das optimale Konzept erstellt um die richtige Produktionsanlage zu planen und umzusetzen. Mit einem individuellen entwickelten Layout, mit der Kalkulation der Investitionskosten, mit dem Zeitplan usw. gibt es keine Überraschungen am Ende des Projektes.
Eine Machbarkeitsstudie eignet sich als Vorlage für Banken und für Vorgesetzte.

Die Planung eines Betonfertigteilgebäudes unterscheidet sich nicht wesentlich von der Planung eines herkömmlichen Gebäudes. Der wichtigste Unterschied ist, dass der Planungsprozess vor Beginn der Produktion weitgehend abgeschlossen ist. Daher ist die Anwendung von BIM (Building Information Modeling) ideal für die Produktion von Betonfertigteilgebäuden.

Wenn noch kein Bausystem vorhanden ist, ist es wichtig sich Gedanken zu machen, welche Gebäude und Märkte bedient werden sollen.

Gemeinsam mit Architekten, Statiker und einem erfahrenem Berater für Betonfertigteilwerke wird das optimale Bausystem entwickelt inkl. der Verbindungen der Betonfertigteile. Nur mit einem gut überlegten Bausystem kann effizient produziert werden und die Gebäude gebaut werden. Ein wichtiger Bestandteil vom Bausystem sind die Verbindungen der Fertigteile, sie müssen produktionstechnisch und ausführungstechnisch dem industriellen Bauen entsprechen.

Das technische Büro eines Betonfertigteilwerkes ist die zentrale Planungsstelle. Hier werden alle Daten für die Produktion und Montage der Betonfertigteile produziert. Daher ist der frühzeitige Aufbau sehr wichtig wie zum Beispiel Aufbau Personalstruktur, CAD-Programm mit passenden Schnittstellen zu CAM, Schulung der Mitarbeiter usw.

Der Masterplan ist ein wesentlicher Planungsschritt für einen effizienten Ablauf am Werksgelände. Er umfasst alle Produktionshallen inkl. Mischanlage sowie Lagerplatzgestaltung und alle Verkehrswege am Grundstück. Im Masterplan wird auch die zukünftige Entwicklung der Produktion berücksichtigt, die schrittweise umgesetzt werden kann. Ein Masterplan gibt auch Auskunft über die Eignung eines Grundstückes für die Betonfertigteilproduktion.

Mit der Entwicklung eines individuellen herstellerunabhängigen Layouts für ein Betonfertigteilwerk ist der erste Schritt gesetzt ein Werk zu errichten, welches den Anforderungen des Kunden entspricht. Die Anforderungen an das Werk werden gemeinsam mit dem Kunden in der Machbarkeitsstudie erarbeitet. In einem Layout werden alle Maschinen berücksichtigt, die man benötigt um Betonfertigteile zu produzieren. Das individuell geplante Layout garantiert den Ausstoß der in der Machbarkeitsstudie definiert wurde. Es werden alle Arbeitswege und Arbeitsprozesse definiert ebenso der Personaleinsatz.

Nur mit einem durchdachten Layout kann eine effiziente Produktion erzielt werden.

Eine Ausschreibung für die einzelnen Maschinen garantiert den Besten und günstigsten Anbieter zu finden. Ein erfahrener Berater für Betonfertigteilwerke kennt die Branche und kann Spezifikationen der einzelnen Maschinen genau ausschreiben. Er vergleicht alle Anbieter und findet gemeinsam mit dem Kunden den idealen Vertragspartner.

Viele verschiedene Firmen arbeiten gemeinsam an der Realisierung eines Betonfertigteilwerkes, ob es sich um die Maschinenlieferanten oder den Bau der Werkshallen handelt. Es muss eine Instanz (erfahrener Berater) geben die den Überblick über alle ausführenden Firmen hat. Mit einer guten Koordination kann zeitgerecht das Betonfertigteilwerk in Betrieb gehen.

Die Inbetriebnahme ist der Endspurt bei der Realisierung der Betonfertigteilproduktion. Ein Testbetrieb ist wichtig um alle auftretenden Mängel zu erkennen und zu beseitigen. Die Abnahme wird gegeben, wenn alle Mängel beseitigt sind. Ein erfahrener Berater hat den Überblick über das zu erreichende Ziel wie Produktionsausstoß usw.

Unter der Produktionsleistung eines Fertigteilwerks versteht man die Menge an Betonfertigteilen, die während eines bestimmten Zeitraums hergestellt wird. Flächige Betonfertigteile werden üblicherweise in Quadratmetern angegeben, Hohldielendecken, Sonderelemente, Treppen sowie Stützen und Binder werden stattdessen in Kubikmetern angegeben.

Mit einer Machbarkeitsstudie können die darin definierten Zielwerte mit der tatsächlichen Produktionsleistung verglichen werden.

Der Personaleinsatz eines Betonfertigteilwerks legt fest, wie viele Arbeiter sich während eines bestimmten Zeitraums, z.B. einer Schicht in der Produktion befinden.

In der Machbarkeitsstudie werden die Anzahl und die Zuteilung des Personals festgelegt. Bei einem hohen Automatisierungsgrad wird weniger Personal benötigt als bei einen niedrigen. Sind die Personalkosten in einem Land hoch, ist es das Ziel des Betreibers eines Fertigteilwerks den Personaleinsatz möglichst niedrig zu halten.

In der Wirtschaftlichkeitsberechnung wird ermittelt ob die geplante Investition in ein neues Fertigteilwerk oder in die Erweiterung eines bestehenden Fertigteilwerks gewinnbringend ist. Darüber hinaus wird ermittelt ab welcher Absatzmenge die Gewinnzone erreicht wird. Dabei können verschiedene Szenarien mit unterschiedlichen Produktionsleistungen und Anzahl an Arbeitern berechnet werden.

Die Wirtschaftlichkeitsberechnung ist Teil der Machbarkeitsstudie, die wir für unsere Kunden zu Beginn eines Projektes durchführen. Mehr erfahren

Unter der Produktivität einer Betonfertigteilproduktion versteht man das Verhältnis von Produktionsmenge zu den dafür eingesetzten Produktionsmitteln. Dabei kann man für verschiedene Produktionsmittel die jeweilige Produktivität berechnen, wie z.B. Arbeiter, Kapital oder Maschinen.

Die Mannstunden geben an, wie viele Arbeiter durchschnittlich benötigt werden um einen Quadratmeter Betonfertigteil pro Stunde herzustellen. Seit den 1980er Jahren ist dieser Wert in Europa aufgrund der Automatisierung stetig gesunken. Mehr erfahren

Dem Management eines Betonfertigteilwerks kommt eine besondere Bedeutung zu. Da sämtliche Produktionsschritte innerhalb eines Unternehmens ablaufen, kann das Management die Effizienz und Produktivität des Werkes steuern. Dazu muss z.B. die Anzahl der Arbeiter in der Produktion regelmäßig kritisch geprüft werden, da sich die Arbeiter kaum beschweren werden, wenn sie zu viele sind. Auch bei der Einführung von Automatisierung in die Produktionsanlage kommt dem Management eine wichtige Rolle zu. Dieses muss das Personal anleiten wie die neuen automatisierten Maschinen einzusetzen sind, damit diese auch gewinnbringend genutzt werden. Diese Aufgaben werden oft einmal unterschätzt, können jedoch entscheidend zum Erfolg Ihres Unternehmens beitragen.

Die Kosten sind ein Bereich, mit dem man sich sehr früh beschäftigen sollte. Informationen über die Höhe von Kosten helfen bei der Entscheidung wie groß das Investment sein kann und wie genau man über Effizienz nachdenken muss. Zu den verschiedenen Kostenarten, die dabei berücksichtigt werden müssen, zählen unter anderem Herstellungskosten, Gemeinkosten, Materialkosten, Fixkosten und variable Kosten. Mit unserer Wirtschaftlichkeitsberechnung helfen wir Ihnen diese Kosten zu erfassen und das Investment für die geplante Investition abzuschätzen. Auch der Verkaufspreis sollte für diese Berechnungen miteinbezogen werden.

Betonfertigteile können nicht nur aus Grau-, sondern auch aus Farbbeton hergestellt werden. Dazu werden dem Beton bereits in der Mischanlage Farbpigmente zugesetzt. Diese Produktionsmethode bietet sich an, wenn große Mengen an Fertigteilen in der gleichen Farbe hergestellt werden müssen. Anderenfalls ist ein Anstrich der Betonfertigteile mit Farbe vorzuziehen.

Bei der Herstellung von Waschbeton wird die Betonoberfläche mit speziellen Abbindeverzögerern behandelt. Nach der Abbindezeit des Betons wird der Zementleim ausgewaschen und die Gesteinskörnung wird freigelegt. Die Oberflächenstruktur und Farbe des Waschbetons wird daher entscheidend beeinflusst durch die Art der Zuschlagstoffe, wie z.B. der Korngröße und der Farbe des verwendeten Kieses.

Beim Absäuern des Betons wird eine Säure auf die fertige Betonfertigteiloberfläche aufgetragen und dadurch die oberste Schicht der Oberfläche entfernt. Auch hier treten wie bei der Herstellung von Waschbeton die Zuschlagstoffe zutage. Allerdings ist bei der Behandlung mit Säure die Oberfläche feinkörniger, da weniger Zementleim ausgewaschen wird. Gesäuerte Betonoberflächen ähneln in ihrem Aussehen Natursteinen.

Die Oberflächen von Betonfertigteilen werden mit speziellen Schleifmaschinen geschliffen. Dabei wird ein Teil der obersten Schicht des Betonfertigteils entfernt und die Gesteinskörner werden sichtbar.

Um den Glanzeffekt und die Farbintensivität der Betonoberfläche zu verstärken wird die Oberfläche poliert. Die polierte Oberfläche ist dann sehr glatt und Schmutz und Staub können sich nur schwer anlagern.

Eine weitere Bearbeitungsmöglichkeit der Betonfertigteiloberfläche ist das Sandstrahlen. Dabei wird Sand mit hohem Druck auf das Betonfertigteil gestrahlt. Diese Methode trägt nur wenig der obersten Schicht des Betonfertigteils ab und führt zu einem aufhellenden Effekt.

Ziel ist es, dass ein Motiv eines Fotos auf der Betonoberfläche sichtbar gemacht wird. Dazu wird ein Kontaktverzögerer verschieden stark auf die Betonoberfläche aufgetragen und anschließend ausgewaschen. An den Stellen, an denen viel Kontaktverzögerer aufgetragen wurde, wird der Beton mehr ausgewaschen und erscheint dunkler als die Stellen, an denen weniger Kontaktverzögerer aufgetragen wurde. Das Motiv des Fotos wird also durch den Kontrast von hell zu dunkel sichtbar. Durch diese Herstellungsweise sind die meisten Motive am besten aus größerer Entfernung erkennbar.

Mithilfe von Strukturmatrizen lässt sich die Oberfläche von Betonfertigteilen fast beliebig gestalten. Die Matrize wird vor dem Betoniervorgang in die Schalung eingelegt und dann der Beton darauf gefüllt. Beim Entschalen des Betonfertigteils wird auch die Strukturmatrize entfernt. Diese Methode ist auch z.B. bei Farbbeton anwendbar.

Das Baumaterial – Betonfertigelemente werden in flächige Wand- und Deckenelemente aufgegliedert. Die Betonfertigteile werden in einer Fabrik, d.h. in einer geschützten Umgebung produziert. Die einzelnen Abläufe können von einer zentralen Stelle kontrolliert werden. Die Qualität der Wände und Decke können dadurch wesentlich und ohne großen Mehraufwand gesteigert werden. Ebenso der Materialverbrauch Beton – Bewehrung – Kleinteile wird auf ein Minimum reduziert.
Neben den Betonfertigteilwänden und -decken werden auch Stützen, Binder, Treppen, Zäune usw. als Betonfertigteile produziert. Mehr erfahren

Bei einer Massivwand handelt es sich um eine monolithische Stahlbetonwand. Auf der Baustelle werden die Massivwände verbunden. Für die Montage müssen die Wände mit Schrägstützen abgesichert werden.

Technische Daten (Standard in Europa):

• Elementhöhe: bis zu 3500 mm
• Wanddicke: 100 mm bis zu 300 mm
• Elementlänge: bis zu 8000 mm
• Gewicht: 240 bis 750 kg/ m²

Anwendung in Wohngebäuden und Gewerbegebäuden

Vorteile:

• Schneller Bauprozess, da kein Ortbeton auf der Baustelle benötigt wird
• Verwendung von geringen Wandstärke
• Höherer Gewinn an Nutzfläche der Gebäude

Nachteile:

• Hohes Gewicht bei Transport und Montage
• Ausgefeilte Verbindungen notwendig
• Vertikaler Transport erforderlich

Bei der Sandwichwand handelt es sich um zwei bewehrte Massivwandschalen mit einer Wärmeisolierung zum Beispiel aus Polystyrol dazwischen. Die Wandschalen werden mit eigenen Verbindern gesichert. Für die Montage müssen die Wände mit Schrägstützen abgesichert werden.

Technische Daten (Standard in Europa):

• Elementhöhe: bis zu 3500 mm
• Tragschichtdicke: 140 – 250mm
• Wärmedämmung: 40 – 240mm
• Vorsatzschale: mind. 70mm
• Elementlänge: bis zu 8000 mm
• Gewicht: Fassadenelement sowie tragende Wand: 500 - 750 kg/m²

Anwendung in Wohngebäuden, Gewerbegebäuden sowie als Fassadenelemente

Vorteile:

• Schneller Bauprozess, da kein Ortbeton auf der Baustelle benötigt wird
• Verwendung von geringen Wandstärke
• Höherer Gewinn an Nutzfläche der Gebäude
• Sehr guter U-Wert der Wand

Nachteile:

• Hohes Gewicht bei Transport und Montage
• Ausgefeilte Verbindungen notwendig
• Vertikaler Transport erforderlich

Sie besteht aus 2 bewehrten Betonschalen und einem Ortbetonkern. Die Gitterträger, das Kappema- oder das Korbwandsystem verbinden die beiden Betonfertigteilschalen miteinander und bilden den Hohlraum. Sie enthalten bereits die statisch erforderliche Bewehrung. Auf der Baustelle wird der Hohlraum bewehrt und mit Ortbeton ergänzt. Im fertigten Zustand (auf der Baustelle) ist sie eine monolithische Stahlbetonwand. Für die Montage müssen die Wände mit Schrägstützen abgesichert werden.

Technische Daten (Standard in Europa):

• Elementhöhe: ca. 3500 mm
• Wandschalendicke: mind. 50 mm,
• Ortbetonkern: von mindestens 70 mm
• Gesamtdicke: 180 bis 400 mm (Standarddicken: 180, 200, 240, 250 und 300 mm)
• Montagegewicht: 250 - 750kg/m²

Anwendung für tragende und nicht tragende Innenwände, sowie Kelleraußenwände und tragende Außenwände

Vorteile:

• Es ist eine erdbebensichere Bauweise, da die Verbindungen erst auf der Baustelle ausgeführt werden.
• Die Elemente sind leichter als Massivelemente, daher sind leichtere Krane verwendbar.
• Beide Wandaußenseiten haben eine schalglatte Ausführung

Nachteile:

• Mehrarbeit auf der Baustelle
• Transportbeton auf der Baustelle
• Erhärtungsprozess des Betons muss in die Zeitkalkulation inkludiert werden

Sie besteht aus einer dünnen bewehrten Betonplatte. Die Gitterträger haben die Funktion der Verbund- und/oder Querkraftbewehrung. Auf der Baustelle wird die erforderliche Bewehrung eingelegt und mit Ortbeton ergänzt. Vor dem Betonieren müssen die Elementdecken mit Montagestützen ausreichend unterstellt werden.

Technische Daten (Standard in Europa):

• Elementbreite: bis zu 3000 mm
• Deckendicke: 50 bis 70 mm plus Ortbeton
• Elementlänge: bis zu 10 000 mm
• Transportgewicht: 125 - 175kg/ m²

Anwendung der Elementdecken in Wohngebäuden sowie Industrie- und Gewerbegebäuden

Vorteile

• Gebäudegrundrisse können frei gestaltet werden wobei evtl. Einschränkungen bezüglich der Produktion und des Transports zum Tragen kommen
• Es ist eine erdbebensichere Bauweise, da die Verbindungen erst auf der Baustelle ausgeführt werden
• Die Elemente sind leichter als die Massivelemente, daher sind leichtere Krane verwendbar
• Die Unterseite der Decke hat eine glatte Oberfläche und wenige Verbindungen
• Die Kosten für den Innenausbau können daher, vor allem im Hausbau, reduziert werden
• Alle Einbauteile für die Haustechnik werden im Werk integriert

Bei einer Massivdecke handelt es sich um eine monolithische schlaff bewehrte Stahlbetondecke. Eine Sonderform der Massivdecke ist die DX-Decke. Sie ist eine schlaff bewehrte Hohldielendecke

Technische Daten (Standard in Europa):

• Elementbreite: bis zu 3000 mm
• Stärke: 100 mm bis zu 300 mm
• Elementlänge: bis zu 7000 mm
• Gewicht: 240 bis 750 kg/ m²

Anwendung als Decke im Wohnungsbau

Vorteile

• Schneller Bauprozess
• Keine Zwischenstützen notwendig
• Alle Einbauteile für die Haustechnik werden im Werk integriert
• Durch die glatte Oberfläche wird kein Estrich benötigt

Nachteile

• Das hohe Gewicht wirkt sich auf den Transport und die Montage aus
• Es werden ausgefeilte Verbindungen benötigt

Die Hohldielendecke ist eine vorgespannte Massivdecke mit Hohlräumen. Durch Vorspannung der Bewehrung können längere Spannweiten ausgeführt werden.

Technische Daten (Standard in Europe):

• Elementbreite: 500 mm und 1200 mm, 2400 mm (Spannbeton)
• Deckendicke: 160 mm bis zu 500 mm (Sonderform Dicke = 1000mm)
• Elementlänge: bis zu 20 000 mm
• Gewicht: 230 bis 630 kg/ m²

Anwendung als Decke in Geschäfts- oder Industriegebäuden, kann auch im Wohnungsbau verwendet werden

Vorteile:

• Wenig Bewehrung
• Größere Spannweiten sind möglich
• Kürzere Bauzeit (kein Ortbeton nötig)
• Hohe Tragfähigkeit
• Optimierter Verbrauch von Beton und Bewehrung
• Geringes Transportgewicht

Nachteile:

• Durch die Vorspannung entsteht eine leichte Verwölbung
• Auf der Unterseite der Decke bilden sich mit der Zeit Risse im Putz oder der Spachtelung
• Schwingungsanfällig
• Regelmäßige Grundrisse sind nötig um effizient zu bauen

Bei der stationären Fertigung sind die Produktionstische fest am Boden montiert und die Arbeiter gehen von einer Arbeitsstation zur nächsten. Komplizierte, aufwändige und massive Konstruktionselemente werden mit einer stationären Fertigung effizient produziert.

Betonfertigteilwände und –decken werden auf Bahnen mit einer Länge von 50 bis 100 Meter und einer Breite von 2,80 Meter produziert. Die Verdichtung des Betons erfolgt entweder mit unter den Bahnen installierten Rüttlern oder mit einem unter die Bahnen geschobenen Rüttelwagen oder mit einem am Betonverteiler befestigten Rüttelarm.

Betonfertigteilwände und –decken werden auf Kipptischen produziert. Es können auch Sonderelemente hergestellt werden. Während des Produktionsprozesses der Elemente befinden sich die Tische in horizontaler Position. Nach der Aushärtung des Betons (der Betonfertigteilwände) werden die Tische gekippt. Der Kran hebt die Wände von den Tischen und befördert sie zum Lagerplatz.

Diese Fertigungsmethode benötigt einen hohen Platzbedarf (Produktionsfläche zu Hallenfläche).

Innenwände mit schalglatten Oberflächen oder Betonfertigteilzäune werden am besten mit Batterieschalungen produziert. Wände mit Fenstern/Türen oder Wände mit einem hohen Bewehrungsanteil eignen sich nicht für diese Fertigungsmethode.

Nachteile dieser Produktionsmethode:

• Arbeitsbedingungen, da sämtliche Arbeiten in der Vertikalen ausgeführt werden sowie die hohe Hitzeentwicklung
• Keine Automatisierung möglich
• Der Produktionsausstoß wird sehr niedrig, wenn das Produkt in seinen Abmessungen usw. verändert wird. Die Umbauarbeiten der Schalung sind sehr aufwendig.

Ein Vorteil dieser Fertigungsmethode ist, dass man zwei perfekt glatte Wandoberflächen erhält, weil man zwei Stahlschalungen hat.

Stationäre Stahlschalungen gibt es für Treppen, Stützen und Binder. Für Stützen und Binder bestehen sie aus 2 Stahlschalungsteilen die beweglich sind. Durch diesen Vorgang kann die Dicke/ Stärke der Stützen und Binder eingestellt werden. Pro Tag kann ein Element produziert werden.

„Vorspannen mit unmittelbarem Verbund“ bedeutet, dass die Bewehrung (Spannlitzen) vor dem Einbringen des Betons gespannt wird. Danach wird der Beton vergossen und ausgehärtet. Somit ist der Verbund zwischen Spannlitzen und Beton gegeben und die Spannung der Spannlitzen kann abgebaut werden. Dadurch können höhere Spannweiten mit geringen Deckendicken produziert werden.

Aufgrund steigender Lohnkosten und höherer Qualitätsansprüche entwickelte sich im Laufe der Zeit die Umlaufanlage. Dabei bewegen sich nur die Produktionstische (Paletten) und die Arbeiter befinden sich an den jeweiligen festen Stationen. Diese Fertigungsmethode ist vergleichbar mit der Automobilproduktion und kann daher einen sehr hohen Automatisierungsgrad erreichen. Für Betonfertigteilwände und -decken ist dies die effizienteste Produktionsart. Die Arbeitssicherheit wird mit dieser Produktionsart wesentlich gesteigert.

Als Schalfläche dienen Stahlpaletten mit einer zu definierenden Größe (in der Machbarkeitsstudie), je nach Bedarf der fertigen Produkte. Diese Paletten werden in Längsrichtung mit Reibrädern auf Rollenböcken transportiert und in Querrichtung mit Hilfe von Querhubwagen zwischen den Rollenbahnen versetzt. Die Paletten werden so von einer Station zur nächsten gebracht. Je nach den Anforderungen des Produzenten werden die Anlagen individuell geplant.

Festgelegter Umlauf (Einlinienprinzip) für einfache Produkte mit hohem Ausstoß. Diese Produktionsmethode ist Standard für die Produktion von Elementdecken.

Sie ist charakterisiert durch ihr einfaches Layout, ökonomische Vorteile und die Einschränkung in Bezug auf andere Produkte.

Mit der Zentralschiebebühne ist es möglich die Paletten ohne Einschränkung auf die verschiedenen Stationen der Umlaufanlage zu transportieren und sie auch wieder abzuholen. Die Fertigung wird dadurch so flexibel wie möglich gestaltet und ist unabhängig von den Taktzeiten der einzelnen Elemente oder Produkte. Neben Betonfertigteilwänden und –decken können auch Sonderelemente produziert werden wie z. Bsp. Stützen, Binder und Fassadenelemente (abhängig von Länge der Palette und Höhe der Bühne).

Eine Palettenumlaufanlage mit einer oder mehreren Linien kombiniert die Vorteile einer starren Umlaufanlage mit denen einer Zentralschiebebühne.

Dieses System erlaubt die klare Strukturierung von Arbeits- und Transportbereichen. Die Arbeitsbereiche unterteilen sich in manuelle Arbeiten und Automatikbereiche, in welchen Maschinen automatische Arbeiten verrichten.
Die Palettenumlaufanlage weist einen hohen Ausstoß und hohe Rentabilität auf. Die Anlage kann sehr verschlankt und beschleunigt geplant werden, im Vergleich zu einer anderen Produktionsart mit der gleichen Kapazität.
Je nach den Anforderungen kann eine Palettenumlaufanlage einen hohen oder niedrigen Automatisierungsgrad haben. In der Machbarkeitsstudie wird der Entwurf des individuellen Layouts entwickelt.

Im technischen Büro eines Betonfertigteilwerks werden alle Unterlagen für die Produktion der Betonfertigteilelemente erzeugt. Dies erfolgt mit einem speziellen CAD-Programm, das auf die Anforderungen der Betonfertigteilbranche ausgelegt ist. Diese Daten werden dann je nach Liefertermin an die Produktion weitergeleitet. Die Planung der Betonfertigteilelemente (Abmessungen, Einbauteile, Bewehrung usw.) muss an die vorhandenen Parameter des Werkes angepasst werden.

Um mit automatischen Maschinen in der Produktionsanlage arbeiten zu können, ist es notwendig, die dafür benötigten Daten in einem geeigneten CAD-System (CAD = Computer Aided Design = computerunterstütztes Zeichnen) zu erzeugen. Die so erzeugten Daten werden dann an einen Leitrechner in der Produktion weitergeleitet. Dieser wiederum filtert die Daten und weist sie den entsprechenden automatisierten Maschinen zu.

Das hat den Vorteil, dass keine Fehler durch mehrmalige manuelle Eingaben oder durch menschliche Interpretation auftreten können. Ein weiterer Vorteil ist, dass durch den Einsatz von automatischen Maschinen die Mannstunden pro m² dramatisch gesenkt werden können.

Ein Betonfertigteilwerk kann je nach den Anforderungen einen hohen oder niedrigen Automatisierungsgrad haben. Hierbei werden einzelne Arbeitsschritte der Betonfertigteilproduktion von Robotern ausgeführt, vergleichbar mit der Automobilherstellung. Entwickelt wurde dies in Ländern mit hohen Lohnkosten.

Ein System mit Maschinen, welche über den Leitrechner gesteuert werden, nennt man CAM-System (CAM = Computer Aided Manufacturing = computerunterstützte Fertigung).

Die Datensätze die vom technischen Büro erzeugt werden, werden im Netzwerk oder per Datenträger an einen Produktions-Fileserver übergeben Der Leitrechner der Palettenumlaufanlage holt die Produktionsdaten von diesem File-Server ab und macht die Produktionsplanung automatisch oder manuell unterstützt.

Die Palettenumlaufanlage ist vergleichbar mit einer Maschine, die sich über die gesamte Fläche der Produktionshalle erstreckt. Für die Steuerung und Kontrolle aller Palettenbewegungen ist eine Umlaufsteuerung notwendig. Sie ist verantwortlich für den Palettentransport in der vorgegeben Reihenfolge im Automatikbereich. Die Umlaufsteuerung ist ein wesentlicher Bestandteil für die Funktionsfähigkeit und Verfügbarkeit der Produktionsanlage.

Das PPS-System dient zur Planung, Steuerung und Überwachung der Produktion. Es unterteilt sich in die Produktionsplanung, bei der die Produktionsvorgänge vorgeplant werden und in die Produktionssteuerung, in der die geplanten Fertigungsaufträge freigegeben, gesteuert und überwacht werden.

Das ERP-System dient zur Planung und Steuerung von personellen und finanziellen Ressourcen der Produktion und kann dabei PPS-Systeme integrieren.

Ein Betonfertigteilwerk weist eine hohe Arbeitssicherheit für die Arbeiter auf. Der Automatikbereich ist mit Schutzzäunen oder Lichtschranken abgesichert. Da in einer wetterunabhängigen Umgebung, der Produktionshalle, produziert wird, haben die Arbeiter sehr gute Arbeitsbedingungen.

In den Produktionshallen befinden sich die Maschinen und die Ausrüstung, die für die Produktion von Betonfertigteilen notwendig sind. Die Größe und Ausstattung der Werkshallen hängt von verschiedenen Faktoren ab, die in der Planungsphase (Machbarkeitsstudie) genau definiert werden müssen. Nur mit einem vordefinierten Planungsziel kann gewährleistet werden, dass der benötigte Ausstoß und die veranschlagte Investitionssumme eingehalten werden.

Mit den Hallenkranen kann jegliches Materialhandling in der Produktionshalle durchgeführt werden. Nach dem Erhärten werden die Betonfertigteile mit dem Hallenkran aus der Schalung gehoben und in Transportgestelle transportiert. Betonfertigteildecken werden in Stapeln gelagert.

Bei den Paletten handelt es sich um Stahlkonstruktionen, auf denen die Betonfertigteile hergestellt und durch die Produktionsanlage transportiert werden. Die Maße der Paletten werden in der Planungsphase mit dem Kunden gemeinsam in einem Layout definiert. Dies erfolgt in der Phase der Machbarkeitsstudie.

Die Rollenböcke dienen dazu, die Palette in Längsrichtung zu transportieren und zu unterstützen. Die Querhubwagen dienen dazu, Paletten in Querrichtung zu der normalen Transportrichtung zu bewegen. Die Querhubwagen arbeiten vollautomatisch.

Bei der Reinigung wird die Palette entweder manuell oder automatisch mit Besen und Bürsten von Überresten der zuvor produzierten Elemente befreit. Nachdem die Palette von Schmutz befreit wurde, muss sie geölt werden, damit sich die darauf zu produzierenden Betonfertigteile möglichst rückstandsfrei entschalen lassen. Dieser Prozess kann ebenfalls manuell oder automatisch durchgeführt werden.

Anhand der CAD-Daten des technischen Büros des Fertigteilwerkes werden die Form der Geometrie sowie Aussparungen und Einbauteile mittels eines Plotters oder Lasers auf die Palette gezeichnet oder projiziert. Diese Markierungen dienen dem plangemäßen Setzen der Schalungen und Einbauteile.

Das Schalungssystem besteht aus Haftmagneten und Stahlschalungen. Diese können entweder manuell oder mithilfe eines Schalungsroboters auf der Palette angebracht werden. Das Schalungssystem ist notwendig um die Geometrie der zu erzeugenden Betonteile auf der Palette herzustellen.

Der Schalungsroboter setzt die Schalungen gemäß den CAD-Daten aus dem technischen Büro, aktiviert die Magnete und erzeugt so die Geometrien der zu produzierenden Elemente.

Um einen hohen Vorfertigungsgrad zu erhalten, werden möglichst viele Arbeitsschritte ins Werk verlagert. Das bedeutet, dass Einbauteile wie Fenster, Türen, Leerrohre für Wasser- und Stromversorgung sowie Aussparungen für Steckdosen und andere Anschlüsse usw. im Werk eingebaut werden.

Die Daten für die Einbauteile kommen von Fachplanern wie Architekten oder Haustechnikern. Mithilfe eines CAD-Programms werden diese Daten in die Wand- und Deckenpläne eingezeichnet und an das Fertigteilwerk weitergeleitet. Die Betonfertigteile werden nach diesen Daten entsprechend produziert.

Unter Bewehrung versteht man Stahlstäbe, die in den Beton eingelegt werden, um die Zugfestigkeit des Betonfertigteils zu erhöhen, da Beton selbst gegen Zugkräfte nur geringe Widerstandsfähigkeit bietet. Durch die Kombination der Druckfestigkeit des Betons und der Zugfestigkeit der Bewehrung (Stahlbeton) wird ein optimaler Schutz gegen hohe Lasten erreicht.

Betonfertigteile sind bei ausreichender Betondeckung der Bewehrung gut gegen Korrosion geschützt. Eine Mindestbetondeckung ist in Deutschland vom Gesetzgeber vorgeschrieben.

Der Bewehrungsroboter nutzt die von einem Statiker berechneten CAD-Daten zu Menge, Art (Matten, Körbe oder Gitterträger) und Position der Bewehrung und legt diese entsprechend automatisch auf den Paletten ein.

Eine Mattenschweißanlage produziert Stahlmatten für die Bewehrung eines Betonfertigteils nach den CAD-Daten.

Eine Richt- und Schneideanlage produziert die Längs- und Querstäbe, welche für die Herstellung einer Bewehrungsmatte erforderlich sind. Die gerichteten und geschnittenen Stäbe werden auf einem Einlauftisch vor der Schweißmaschine positioniert. Die Schweißmaschine schweißt automatisch die Stäbe zu einer Stahlmatte zusammen. Der Mattenkran transportiert die fertige Matte zum Mattenpuffer und dann weiter auf die Palette.

Für die Herstellung einer Doppelwand müssen als erstes zwei getrennte Betonschalen produziert werden. Um die beiden Betonschalen zu verbinden werden sie mit einem Wendegerät zusammengefügt.

Auf dieser Station wird die zum Teil vorkonfektionierte Wärmeisolierung in die Betonfertigteile eingebaut. Die Isolierung ist wichtig, um aktuelle Anforderungen an die Wärmedämmung von Gebäuden zu erfüllen.

Der von der Mischanlage erzeugte Beton wird mittels Kübelbahn zum Betonverteiler gebracht. Der Betonverteiler verteilt den Beton gleichmäßig auf die vorbereitete Palette.

Danach muss der Beton verdichtet werden, damit eine homogene Oberfläche entsteht und sich der Beton gleichmäßig in der Schalung verteilt.
Zum Verdichten des Betons unterscheidet man prinzipiell zwei Möglichkeiten. Die erste Möglichkeit ist die Schütteltechnik, bei welcher die gesamte Palette geschüttelt wird. Die zweite Möglichkeit ist eine Verdichtungseinrichtung, welche mit Hochfrequenzrüttlern ausgestattet ist.

Die Mischanlage dient im Betonfertigteilwerk zur Herstellung von und Versorgung mit Beton. Dabei werden nach festgelegten Rezepturen Zement, Wasser, Zuschläge und Zusatzmittel gemischt. Je nach Anforderung können verschiedene Betone produziert und die Produktionsanlage damit versorgt werden. Die Versorgung des Fertigteilwerks mit Beton wird durch Kübelbahnen, Betonkübel oder Betonpumpen sichergestellt.

Das Regalbediengerät ist ein automatisiertes Gerät, das die Paletten in die Härtekammer einlagert. Es wird über die Steuerung geregelt und öffnet jeweils nur das benötigte Fach, um eine Palette hinein oder heraus zu fahren. Die Paletten werden wie „Schubladen“ in die vorgesehenen Fächer eingelagert.

Die Härtekammer dient zur kontrollierten Erhärtung der Betonfertigteilelemente und besteht aus einer bestimmten Anzahl an Etagen und Fächern. Die Kapazität der Härtekammer wird in der Machbarkeitsstudie definiert. Die Hülle der Härtekammer besteht aus Isolierpanelen.

Die Palette wird in der Härtekammer für einige Stunden bei konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit gelagert, um einen kontrollierten Erhärtungsprozess des Betons zu gewährleisten.

An der Glättstation mit Flügelglätter wird die Oberfläche der Betonfertigteile nachbearbeitet, um eine möglichst gleichmäßige und glatte Oberfläche zu erhalten.

Dabei bewegen sich die rotierenden Flügelglätter entweder automatisch oder manuell über die Fläche des Betonfertigteils und gleichen Unebenheiten aus.

Die Kippstation dient dazu, eine Palette mit einer fertigen Bertonfertigteilwand von der horizontalen in eine nahezu vertikale Position zu bringen (85°). Dabei wird die Palette mittels Rollenböcken und Reibradantrieben auf die Station gefahren, verklammert und die Station von 0 Grad auf 85 Grad gekippt. Nach dem Abnehmen der fertigen Betonfertigteilwand wird die Palette wieder in die ursprüngliche Position zurückgeschwenkt und freigegeben.

Die Kippstation ist mit einem hydraulisch verfahrbaren Abstützbalken ausgerüstet, welcher die Wandelemente gegen ein Herabrutschen absichert.

Der Abhebekran hebt die ausgehärteten Elementdecken ab, indem er mit Haken an den Gitternträgern befestigt wird. Dabei wird die Decke an vielen verschiedenen Positionen aufgehängt und dadurch die Last an den einzelnen Aufhängepunkten verringert. Im Anschluss daran stapelt er die Decken mit der Bewehrung nach oben aufeinander auf einem Absetzgestell/ Stapelplatz am Lagerplatz.

Der Schalroboter kann zugleich auch der Entschalroboter sein. Dafür ist auf der X-Achse des Roboters eine zweite Y-Achse mit eigener Greifeinrichtung installiert. Die Lage der Schalungen wird mittels Laserscanner ermittelt und die Schalungen werden dann vom Roboter abgehoben und auf dem Schalungstransportband abgelegt.

Auf dieser Station können notwendige Arbeiten, die nach dem Betonieren anfallen, gemacht werden. Darunter fallen z.B. die Nachbehandlung von Oberflächen, der Einbau von Fenstern und Türen sowie der Farbanstrich von Fassadenelementen.

Die gesamten Prozesse in einem Betonfertigteilwerk unterliegen einer ständigen internen Qualitätskontrolle. Darüber hinaus werden von unabhängigen Prüfstellen Fremdüberwachungen durchgeführt. Viele Fertigteilwerke verfügen außerdem über eine CE-Kennzeichnung ihrer Produkte, um die Qualität der Fertigteile belegen zu können.

Der Ausfahrwagen dient dazu, die fertigen Transporteinheiten von Betonfertigteilen wie Elementdecken oder/und Doppelwänden von der Werkshalle in den Außenbereich zu bringen. Er kann in Längs- und Querrichtung fahren.

Die Wand- und Deckenstapel werden nach dem Erhärten auf Absatzgestelle in der Werkshalle gelagert und der Ausfahrwagen holt diese ab. Er fährt die Elemente in den Außenbereich. Dort sind wieder Absatzplätze wo er die Elemente abstellt. Ein Stapler oder Kran nimmt die Stapel auf und lagert sie am Lagerplatz.

Im Transportgestell werden die Fertigteilwände gelagert und so vor Beschädigungen geschützt. Die Transportgestelle werden dann vom Fertigteilwerk zum Lagerplatz und dann weiter zum Kunden transportiert. Fertigteilwände dürfen nur stehend transportiert werden.

Auf dem Lagerplatz werden die fertigen Betonfertigteile zwischengelagert, bis der Zeitpunkt gekommen ist, sie an ihren jeweiligen Lieferort zu befördern.

Die meisten Werke versuchen möglichst „just in time“ zu produzieren, um den Bedarf an Lagerflächen zu minimieren.
Der Lagerplatz befindet sich üblicherweise direkt neben dem Fertigteilwerk und die Elemente können mithilfe verschiedener Transportmöglichkeiten verfahren werden, wie z.B. Lagerplatzkran, Innenlader oder Gabelstapler.
Die Transporteinheiten der Betonfertigteile müssen nach Auslieferungszeitpunkt und Lieferort geordnet gelagert werden um ein effizientes Handling zu gewährleisten.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Elemente effizient am Lagerplatz zu lagern. Mit einer detaillierten Planung kann ein Grundstück optimal genutzt werden.

Die Lagerplatzlogistik beschäftigt sich mit der Anordnung und dem Transport der Betonfertigteile am Lagerplatz. Es gibt verschiedene Systeme, die Elemente am Lagerplatz anzuordnen, wobei die Wahl eines passenden Systems von verschiedenen Faktoren abhängig ist, wie z.B. der durchschnittlichen Verweildauer am Lagerplatz. Das wichtigste hierbei ist, dass die benötigten Betonfertigteile schnell und sicher gefunden werden.

Mit Hilfe von Lagerplatzkranen können auf dem Lagerplatz gelagerte Betonfertigteile von einem Platz abgehoben und zu einem anderen befördert werden. Der Vorteil dieser Lösung ist, dass keine Transportwege zwischen den gelagerten Elementen vorhanden sein müssen. Daher können Fertigteile von praktisch jeder Position aus bewegt werden.

Der Innenlader ist ein Sattelauflieger der keine durchgehenden Achsen zwischen den Rädern aufweist. Mit dieser Konstruktion kann der Innenlader spezielle Transportgestelle für Betonfertigteilelemente effizient aufnehmen und zur Baustelle transportieren.