Das Fachnetzwerk CU Bau vereint über 60 Mitglieder: Bauunternehmen, Planende, Architekturschaffende und Bauverantwortliche sowie führende Forschungseinrichtungen. Gemeinsames Ziel ist, das enorme Anwendungspotenzial von Bauprodukten mit faserverstärkter Beton- und Polymermatrix für sich zu entdecken und zu nutzen und so das nachhaltige und wirtschaftliche Bauen der Zukunft zu fördern. Im Mitgliedermagazin CU reports stellen auch die CU Bau-Mitglieder regelmäßig ihre aktuellen Forschungsarbeiten und Entwicklungen vor. Lesen Sie hier die Beiträge aus der Ausgabe 01.2024.
Technische Universität Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau
Variables Brückenmodul aus Carbonbeton in Fertigteilbauweise für kleine und mittlere Spannweiten
Der Bedarf an dauerhaften Brücken mit kleinen bis mittleren Spannweiten steigt beständig. Eine schnelle, dauerhafte und zukunftsfähige Lösung hat die TU Chemnitz nun mit Baupartnern entwickelt und technisch-technologisch umgesetzt: das stahlfrei bewehrte variable Brückenmodul VariBridge für Spannweiten bis 15 m in leichtbaugerechter Carbonbeton-Fertigteilbauweise.
Werksmäßig hergestellte Betonfertigteile mit einem korrosionsfreien Bewehrungssystem auf Basis von Carbonfasern stehen für hohe Dauerhaftigkeit bei geringem Ressourceneinsatz. Im Brückenbau kann so die Betondeckung erheblich minimiert und das Gewicht drastisch reduziert werden. Das setzten die Kooperationspartner TU Chemnitz, Hans Graf Bauunternehmung und Ingenieurbüro Schulze & Rank bei Entwicklung und Bau des stahlfrei bewehrten variablen Brückenmoduls VariBridge um, das für Spannweiten bis 15 m geeignet ist …
Kontakt:
Technische Universität Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau
Prof. Dr.-Ing. habil. Sandra Gelbrich, Leiterin Forschungsbereich Leichtbau im Bauwesen
+49 371 531-321 92
sandra.gelbrich@mb.tu-chemnitz.de
www.strukturleichtbau.net
Universität Stuttgart, Institut für computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung
Aufblühende Architektur – In-situ-Selbstformung eines ultraleichten formaktiven Holztragwerks
An der Schnittstelle komplexer ökologischer, sozioökonomischer und soziokultureller Krisen ist ein grundlegend neuer Ansatz für Gestaltung und Realisierung unserer bebauten Umwelt nötig. Ein elegantes Beispiel dafür ist der HygroShell Forschungspavillon, erstmals präsentiert auf der Chicago Architecture Biennal 2023.
In dem Maße, in dem wir von einer Ära des Energieüberflusses und der industriellen Materialien zu einer Ära der Energieknappheit und der natürlichen Materialien übergehen, wird Materialintelligenz zum Synonym für Konstruktionslogik. Dafür steht HygroShell, institutsübergreifend entwickelt an der Universität Stuttgart. Das Konzept nutzt die bisher unerwünschten hygroskopischen Materialeigenschaften von Holz zur Erzeugung von Form und Struktur.
Materialimmanente Eigenschaften
HygroShell erforscht ein neuartiges, selbstformendes Holzbausystem für autonomes Bauen. Die Machbarkeit demonstrieren Entwurf, Konstruktion und Produktion einer weitspannenden, leichten Schale aus einzelnen gebogenen Holzkomponenten im 1 :1-Maßstab. Das System nutzt Fortschritte im computerbasierten Entwerfen, um das feuchtigkeitsbedingte Schwinden im Holz für die In-situ-Formung von planaren Bauelementen zu aktivieren.
In diesem neuartigen Materialsystem wird die anisotrope Formänderung in großformatige zweischichtige Bauteile eingebettet, die in flachem Zustand hergestellt, bearbeitet und mit Schindeln verkleidet werden. Auf der Baustelle werden diese Pakete durch Lufttrocknung in ihre endgültige gekrümmte und formstabile Geometrie gebracht.
Autonomes Bauen
Das Ergebnis ist eine filigrane und doch funktionale, gebogene Dachkonstruktion mit einer Spannweite von 10 m und einem unglaublich dünnen 28 mm starken Brettsperrholzquerschnitt. Das Projekt bricht mit typischen statischen Typologien im Holzbau, um neue Wege für die Konstruktion von Leichtbauschalen aus nachhaltigen Baumaterialien zu erschließen und das geometrische und architektonische Potenzial einfach gekrümmter Strukturen auszuschöpfen.
HygroShell verfolgt einen neuen Ansatz für nachhaltiges Bauen, bei dem digitale Berechnungsmethoden eingesetzt werden, um die natürlichen Eigenschaften von Holz sowohl als Insitu-Formungsmechanismus, als auch als Tragwerk und Gebäudehülle zu nutzen. Dieses vertiefte Verständnis natürlicher Materialien ermöglicht einen neuen Grad an funktionaler Integration und ökologischer Effektivität in Material und Form.
Kontakt:
Institut für computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung (ICD), Universität Stuttgart
Prof. AA Dipl. (Hons) Achim Menges
Leiter ICD | Sprecher Exzellenzcluster EXC 2120 | IntCDC – Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur
+49 711 68 58 19 20
achim.menges@icd.uni-stuttgart.de
http://icd.uni-stuttgart.de
rothycon CARBON BEWEHRUNG
Wissenspool für Fortschritt – Impulsgeber für nachhaltige Innovationen in der Bauindustrie
Durch wegweisende Kooperationen setzt rothycon Maßstäbe in der Betonfertigteilindustrie und der Betoninstandhaltung, insbesondere auch im Geschäftsfeld Carbon Bewehrung. Partner sind renommierte Unternehmen wie Hitexbau, Johne & Groß, newcycle, CG TEC Carbon und Glasfasertechnik sowie Asglaform composites. Die Zusammenarbeit bietet über Produktinformationen hinaus umfassende, nachhaltige Lösungen.
Als Handelsvertretung und technische Begleitung bei Projekten ist rothycon das entscheidende Bindeglied zwischen Produzenten nichtmetallischer Bewehrungen, Bauverarbeitern und Bauherren. Auch für Planer, Architekten und Statiker eröffnen sich neue Perspektiven durch umweltfreundliche Bewehrungslösungen, die nicht nur die Haltbarkeit von Bauwerken steigern, sondern auch schädliche Umweltauswirkungen minimieren …
Kontakt:
rothycon CARBON BEWEHRUNG, Naila
Roy Thyroff (Geschäftsführer)
+49 151 17 69 08 88
contact@rothycon.com
www.rothycon.com
Technische Hochschule Augsburg (THA), Augsburg, Technologietransferzentrum (TTZ) Digitales Planen und Fertigen im Bauwesen
Gemeinsam Zukunft gestalten – Wissenschaft und Wirtschaft werden nachhaltiger, innovativer und resilienter
Die Wirtschaft steht unter starkem Innovationsdruck. Die Technische Hochschule Augsburg (THA) ermöglicht Unternehmen Projekte, Schulungen und Weiterbildungen, um ihre Transformationen resilient zu gestalten, auch in puncto Leichtbau und Faserverstärkung.
In der Region Bayerisch-Schwaben verfügt die THA über vier Technologietransferzentren (TTZ), die Unternehmen hinsichtlich Innovationsstärke, Nachhaltigkeit und Resilienz unterstützen. Schwerpunkte und Standorte sind:
- Flexible Automation in Nördlingen
- Data Analytics in Donauwörth
- Data Science und Autonome Systeme in Landsberg am Lech
- Digitales Planen und Fertigen im Bauwesen in Aichach – Hier stehen Leichtbau, Faserverstärkung und Naturfaserverstärkte Leichtbaukonstruktionen im Fokus.
Innovationslabor für die Baubranche
Im TTZ in Aichach leisten die gebündelten Expertisen aus Wissenschaft und Wirtschaft einen Beitrag zu einer nachhaltigen und zukunftsfähigen Bauindustrie. Entwickelt werden innovative Lösungen für reale Unternehmensbedarfe im Massivbau und im Digitalen Holzbau. Geforscht
wird an alternativen Materialien im Betonbau, u. a. zu Bewehrung und Bindemitteln, sowie an Produktionsmethoden im Massivbau. Praxisbeispiele sind etwa Recycling-Carbonbeton und Additive Fertigung. Im digitalen Holzbau geht es um automatisierte Fertigungsprozesse und die Adaption digitaler Planungstools für konkrete Anwendungsfälle im Tragwerksbau.
Massiv- und Holzbau bieten Chancen
„Im Massivbau liegt ein enorm großer Hebel, um Ressourcen und CO2-Emissionen einzusparen. Wir entwickeln Alternativen für Beton, für metallische Bewehrung und für herkömmliche Konstruktionsweisen,“ erläutert Prof. Dr.-Ing. Sergej Rempel, wissenschaftlicher Leiter am TTZ und Experte für Carbonbeton. So werden im TTZ alternative Leichtbaukonstruktionen im
Massivbau mit einem nachhaltigen Materialmix aus klimafreundlichen Bindemitteln in Kombination mit Faserbewehrung erforscht und entwickelt.
Auch Digitaler Holzbau ist ein Kernthema am TTZ. „Mit dem nachwachsenden Rohstoff Holz lassen sich andere Baumaterialien ersetzen. Die Lösung sehen wir in digital optimierten und robotergestützt produzierten, filigranen Tragkonstruktionen aus Holz“, so Prof. Dr.-Ing. Christopher Robeller, ebenfalls wissenschaftlicher Leiter am TTZ in Aichach und Experte für Digitale Planung und Produktion.
Materialforschende willkommen
Interessierte, die alternative Materialien und innovative Konstruktionsmethoden im Bauwesen entwickeln möchten, können sich mit Projektideen direkt am TTZ in Aichach bewerben.
Kontakt:
Technische Hochschule Augsburg (THA),
Augsburg Technologietransferzentrum (TTZ) Digitales Planen und Fertigen im Bauwesen
Mareile Hertel, M.Eng.
Geschäftsführerin
+49 821 55 86-37 28
ttz-aichach@tha.de
www.tha.de/ttz-aichach
Technische Universität Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau
Es werde Licht – Leichtbau zur Beleuchtung flexibel genutzter denkmalgeschützter Gebäude mit Mehrfachnutzung
Forschende der TU Chemnitz entwickelten im F&E-Projekt „Multifunktionales Leichtbausystem zur Innenraumgestaltung und energieeffizienten Beleuchtung von denkmalgeschützten Bauwerken – LIGHT weightKi“ ein frei gestaltbares Beleuchtungsgitter aus Leichtbau-Modulen. Die Lösung zur anforderungsangepassten variablen Lichtgestaltung wurde prototypisch umgesetzt und getestet.
Das neue Beleuchtungsgitter besteht aus längenveränderlichen transluzenten Stabsegmenten, die als Dreiecke, Vierecke oder als Waben angeordnet und mit metallischen Knotenelementen verbunden sind. So entsteht ein geometrievariables Gitter, wobei Kunststoff-Stabsegmente und Knoten in beliebiger Anzahl aneinandergereiht werden können. In den lichtleitenden Stäben sind LED-Streifen integriert, in den Knoten befinden sich LED-Spots. Über eine integrierte DALI-Steuerung können individuelle Beleuchtungsszenarien dimmbar und farblich veränderbar umgesetzt werden.
Kontakt:
Technische Universität Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau
Prof. Dr.-Ing. habil. Sandra Gelbrich, Leiterin Forschungsbereich Leichtbau im Bauwesen
+49 371 531-321 92
sandra.gelbrich@mb.tu-chemnitz.de
www.strukturleichtbau.net
