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Neue Wege aus der Rohstoffknappheit?
Leichtbau im Bauwesen

Ein neuer Praxis-Leitfaden zeigt ökologische und ökonomische Vorteile von Leichtbaukonstruktionen.

Die Baubranche ist die rohstoffintensivste Industrie weltweit. Sand wird am meisten verbraucht. Doch der Baustoff wird knapp. Gelingt es dem Leichtbau den Ressourcenverbrauch zu senken, die Nachhaltigkeit der Bauwirtschaft zu verbessern und dem Klimawandel entgegenzuwirken?

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP sowie das Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (ILEK) der Universität Stuttgart haben einen neuen Praxis-Leitfaden herausgebracht. „Leichtbau im Bauwesen“ erläutert die Grundlagen der Leichtbauweise und zeigt mögliche Anwendungen auf. Anhand von drei innovativen und nachhaltigen Leichtbauweisen beschreibt die Publikation die Potenziale.

Vorrangig richtet sich die Publikation an Bauherren, Architekten, Planer und Hersteller von Bauprodukten, die die Umsetzung der Prinzipien der Leichtbauweise in der Praxis vorantreiben möchten.

Baukosten sparen und Ressourcenbedarf reduzieren

Ein breites Spektrum in diesem Gebiet decken die Anwendungsbereiche Gradientenbeton, Holzmodulbauweise sowie Textile Gebäudehüllen ab. Beim Gradientenbeton bringt man beispielsweise gezielt Hohlräume durch poren- bzw. schaumbildende Technologien oder mineralische Hohlkugeln ein. Die Ausführung mit dem Gradienbeton ist im Vergleich zu einer konventionellen Decke aus massivem Beton um 30 Prozent leichter.

Materialeinsparungen von weiteren 40 Prozent sind möglich, da Wände, Stützen, und das Fundament schmaler ausfallen können. Baukosten werden minimiert und die Treibhausgasemissionen und der Ressourcenbedarf reduziert. Laut einer aktuellen Studie des Fachmagazins Science verursacht die Zementherstellung acht Prozent der weltweiten CO2-Emissionen.

Im Bauwesen ist der meistverwendete nachwachsende Rohstoff Holz. Aufgrund seiner materialspezifischen Eigenschaften ist er ein effizienter und ökologischer Baustoff, der niedrige Treibhausgasemissionen verursacht. Die Holzmodulbauweise ist auf dem Markt gut etabliert.

„Hersteller statten Bauelemente bereits in der geschützten Umgebung im Werk mit Funktionen und Installationen aus. Die Bauelemente können dann in kurzer Zeit auf der Baustelle zusammengesetzt werden. Das bringt erhebliche Qualitäts-, Zeit- und Kostenvorteile mit sich“, erklärt Michael Baumann, Wissenschaftler des Fraunhofer IBP und Leiter des Projekts.

Aufgrund ihrer geringen Last leisten textile Gebäudehüllen einen bedeutenden Beitrag zur Gewichtsreduktion von Bauwerken. Textile Gebäudehüllen eignen sich insbesondere wegen der Kombination aus minimalem Flächengewicht mit hoher Strapazierfähigkeit für Einsatzmöglichkeiten weit über die Stadionüberdachung hinaus. Sie taugen zudem auch als mehrlagige Systeme aus Funktionswerkstoffen als Fassade.

Staatlich gefördertes Projekt

Dank ihrer Oberflächentextur, Transluzenz und Flexibilität lassen sie sich für die unterschiedlichsten Zwecke verwenden. Zudem betonen diese optischen und funktionalen Eigenschaften ihre Langlebigkeit. Vor allem im Bereich modularer Fassaden eröffnen textile Werkstoffe bislang nicht ausgeschöpftes Potenzial für die Verwendung in der Architektur. Bei der Fassadenherstellung können textile Fassadenmodule außerdem die Treibhausgasemissionen reduzieren.

Weitere Effizienzsteigerungen werden durch die Integration adaptiver Systeme in Leichtbaukomponenten ermöglicht. „Durch ihre multifunktionale Umsetzung reagieren Bauteile und Systeme dynamisch, adaptiv und effizient auf die sich ständig ändernden Randbedingungen innerhalb und außerhalb von Gebäuden“, so Prof. Dr. Philip Leistner, Leiter des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik IBP und Direktor des Instituts für Akustik und Bauphysik an der Universität Stuttgart.

 „Mit Leichtbauwerkstoffen und -materialien kann mit weniger Gewicht, Materialeinsatz und Energiekosten eine höhere Belastbarkeit und eine bessere Funktionalität in Gebäuden erreicht werden. Als eine der Schlüsseltechnologien des 21. Jahrhunderts kann der Leichtbau entscheidend dazu beitragen, die Bauwirtschaft nachhaltiger zu gestalten“, sagt Wirtschaftsministerin Dr. Nicole Hoffmeister-Kraut.

Der Leitfaden ist hier kostenlos erhältlich.

Bild: IBP

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