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[ Fassade ]

Aussichtsreiche Erfindungen

Beton, Glas, Membranen: Innovative Produkte aus der Baustoffforschung sind energetisch und wirtschaftlich effektiv – und teils schon einsatzreif

Textile Formen: Mit Membranen aus ETFEFolie könnten Hochhausfassaden zum Beispiel so aussehen. Für Atrien oder Wintergärten eignen sich diese Formen ebenfalls.

Von Marion Goldmann

Der scheinbar so simple Beton gehört zu den besonders innovationsträchtigen Baustoffen; ständig kommen neue Entwicklungen dazu. Zum Beispiel aus dem Forschungsvorhaben der TU Kaiserslautern „Leicht bauen mit Beton – innovative Klebeverbindungstechnik für filigrane Fassadenplatten aus Hochleistungsbeton“. Hier wurden erstmals glasfaserverstärkte (GFK) Kunststoffanker punktförmig mit Betonelementen verklebt. Das erlaubt den Verzicht auf Edelstahlanker, die Wärmebrücken bilden. Neu ist auch das ­Herstellungsverfahren der nur zwölf Millimeter starken Elemente aus glasfaserbewehrtem Textilbeton.

Projektleiter Professor Jürgen Schnell, Fachgebiet Massivbau und Baukonstruktion: „Das Produkt entsteht als hinterlüftete Sandwichkonstruktion im Fertigteilwerk, was kostengünstige groß- und kleinteilige Fassadenplatten mit beliebiger Geometrie möglich macht.“ Ebenso erlauben die verwendeten Feinkornbetone eine hochwertige Oberflächengestaltung mit scharfkantigem, beliebig verlaufendem Fugenschnitt.

Neue Verbindung: Hier wurden glasfaserverstärkte Kunststoffanker punktförmig mit zwölf Millimeter dicken Fassadenplatten aus Feinkornbeton verklebt.

Textile Membranen verleihen Gebäuden seit eh und je eine extravagante, durch Leichtigkeit geprägte Architektur. Welche gestalterischen Möglichkeiten transparente ETFE-Folien für Hochhausfassaden bieten, hat Piotr Adamczewski für seine Dissertation an der TU Berlin untersucht. Weil die Folien selbst keine wärmedämmenden Eigenschaften besitzen, sollen sie als mechanisch vorgespanntes Membranentragwerk die äußere Wetterschutzschale einer Doppelfassade bilden.

Auf Grundlage üblicher Hochhauskonstruktionen und -formen, einer definierten Geschosshöhe sowie über die Art der Vorspannung haben sich sechs völlig unterschiedliche Formen ergeben. Adamczewski: „Diese Vielfalt hat mich selbst überrascht.“ Für jede der Varianten wurde eine Spannungs- und Verformungsanalyse erstellt und die Anschlussdetails wurden überprüft. Vorteil der Membranen ist ihr geringes Gewicht, entsprechend leicht darf deshalb auch die Unterkonstruktion sein. Zwar sind die Vorschläge bislang Theorie geblieben, sie ließen sich aber alle realisieren.

Stand der Forschung: Diese Wärmestromsimulation zeigt, wie das Glas-Hybrid- Element für Fassaden oder Dächer aufgebaut sein könnte.

Glas zählt zu den Baustoffen mit dem derzeit höchsten Entwicklungspotenzial. Im Rahmen der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ läuft an der Bauhaus-Universität Weimar ein Projekt mit dem Titel: „Glas-Hybrid-Elemente mit transluzenten Zwischenschichten zur Verbesserung der Energieeffizienz von Gebäudehüllen“. Gegenüber den üblichen Mehrscheibenverglasungen will man mit dieser Materialkombination das Gewicht deutlich reduzieren.

Daneben sollen bei den für Dach und Fassade einsetzbaren Elementen unter anderem der Grad der Transluzenz wählbar sein sowie unterschiedliche Geometrien und Farbvarianten kreative architektonische Entwürfe nach sich ziehen. Angeschoben hat dieses Projekt materialtechnisch gesehen eher ein Außenseiter: Frank Werner, Professor für Stahlbau an der Fakultät Bauingenieurwesen, glaubt schon lange, dass neben der Verbindung von Stahl und Glas auch andere Kombinationen möglich sein müssen. Zukunftsfähige Konstruktionen sollten leichter sein und die Wärme besser dämmen.

Neben Werner verantwortet Andrea Dimmig-Osburg, Juniorprofessorin für polymere Bindemittel und Baustoffe, den Kunststoffpart in dieser Kooperation. Der Prototyp des Glas-Hybrid-Elements soll bis 2011 hergestellt sein; untersetzt mit allen technischen Kennwerten, die eine Serienproduktion erfordert. Dem interdisziplinär besetzten Projektbeirat gehören auch Architekten an. Dimmig-Osburg: „Die Zusammenarbeit mit Architekten ist für uns sehr wichtig, denn wir müssen natürlich auch die Knackpunkte beim Entwurf kennen.“

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