Großformatige Fassadenelemente mit Laubholzstruktur und Fokus auf Nachhaltigkeitsziele im Bauwesen - Entwicklung und Charakterisierung der Textilbeton-Holz- Verbundkonstruktion
In Kooperation mit dem Industriepartner (EudurBau) und zwei weiteren Lehrstühlen der TU Dortmund (Werkstoffe des Bauwesens, Massivbau) werden großformatige Fassadenelemente aus textilbewehrten Betondeckchichten und innerer Holzstruktur entwickelt. Das Bauteil kann dadurch in seiner Ebene sowohl vertikale als auch horizontale Lasten abtragen, womit es stützende als auch aussteifende Funktion bietet. Die Dicke der Deckschichten wird zur Material- und Gewichtseinsparung auf ein erforderliches Minimum reduziert, was durch nicht-metallische Bewehrung als Gewebe anstelle klassischer Stahlbewehrung erreichbar ist. Eine schubfeste, dennoch zum Recyceln lösbare, Verbindung ist zwischen Holzstruktur und Deckschicht zu entwickeln. Die daraus resultierende Robustheit des Fassadenelementes soll Dimensionen von bis zu 12 m Länge und 3,5 m Höhe ermöglichen. Diese großformatigen Elemente reduzieren damit gegenüber bisherigen Lösungen graue Emissionen, Transport- und Montagekosten sowie die Anzahl der Fugen mit Gewinn hinsichtlich der Dauerhaftigkeit und Erscheinungsbild.
Fassadenelemente aus Beton haben zahlreiche Vorteile was Dauerhaftigkeit, Tragfähigkeit und Verfügbarkeit betrifft. Sie haben auf Grund ihrer Oberflächenqualität und des Preis-Leistungsverhältnisses für den Hochbau nach wie vor eine hohe Marktrelevanz, tragen aber stark zur grauen Emission bei der Erstellung von Gebäuden bei. Daher sind derartige Elemente im Hochbau hinsichtlich Nachhaltigkeitskriterien sowohl verbesserungsfähig als auch verbesserungswürdig. Verbesserungskriterien sind nach DIN EN 15643 über drei Säulen – umweltbezogen, sozial und ökonomisch – definiert. Unter Berücksichtigung dieser drei Säulen sollen großformatige Fassadenelemente entwickelt und zur Marktreife geführt werden.
Die Verringerung der grauen Emission für Fassadenelemente aus Beton lässt sich durch die gezielte Reduktion des Betonvolumens auf dünne Deckschichten erzielen, da dort die mineralischen Eigenschaften besonders vorteilhaft sind. Dies betrifft einerseits den Widerstand gegen mechanische Einwirkungen als auch gegen sonstige Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, Feuer, Schall, Kälte, Hitze usw. Die Einbettung der Holzstruktur innerhalb des Fassadenelements soll unter dem Schutz der mineralischen Deckschichten auch ohne die Verwendung von Holzschutzmitteln dauerhaft sein, da holzzersetzenden Organismen sowohl Zugang als auch Feuchtigkeit vorenthalten wird. Das in der Holzstruktur gebundene CO2 wird somit dauerhaft gebunden und ergibt eine verbesserte Bilanz der grauen Emission des Bauteils im Lebenszyklus und darüber hinaus.
In den nachfolgenden Bildern ist ein Proof of Concept zu sehen, welcher im Rahmen einer studentischen Abschlussarbeit untersucht wurde. Einige Ideen dieser Abschlussarbeit werden in die Bearbeitung des Forschungsprojekts einfließen.
