Ressourcenverknappung und Klimaerwärmung erfordern eine Optimierung im Bauen. Beton wird für nahezu jede Baumaßnahme verwendet, ist jedoch energieintensiv in der Herstellung. Vorfertigung ermöglicht, komplexe, leistungsfähige Bauteile zu produzieren.
Im Forschungsprojekt ist untersucht worden, wie tragende Betonfertigteilwände schlanker und schöner gestaltet werden können. Ressourcenverknappung und Erderwärmung legen Optimierungsprozesse im Bauen nahe. Die Herstellung des fast überall verwendeten Betons erfordert viel Energie. Vorfertigung ermöglicht die Produktion komplexer und leistungsfähiger Bauteile. Tragende Betonfertigteil-Außenwände für bis zu 6-geschossige Gebäude können verstärkt mit Recyclaten, allgemein dünner und mit individuell gestalteten Oberflächen hergestellt werden.
rechts: Muster der Fassadenoberfläche mit Einstreuungen von Recyclaten (Quelle: Technische Universität München, Lehrstuhl für Baukonstruktion und Baustoffkunde 2016)
Bei der statischen Optimierung der Wandbauteile ist nachgewiesen worden, dass aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an Innen- und Außenschale Tragwirkung im Verbund nachteilig ist. Eine gerillte, runde Glasfaserstabbewehrung mit schrägem Abschnitt bietet selbst bei geringer Einbindetiefe die beste Kraftübertragung zwischen Innen- und Außenschale. Horizontale Anordnung ist statisch ausreichend.
Herstellungstechnisch hat sich Beton C50/60 als günstig für beide Schalen (30 und 90 mm dick) erwiesen. Die Außenschale wird mit 3D-Glasfaservlies bewehrt, die Innenschale mit Stahlfasern. Dämmtechnisch wird ein Aerogeldämmstoff mit Wärmeleitfähigkeit 0,13 W/mK durch IR-reflektierende Folien ergänzt. Zusätzliche Dämmstoffeinlagen hätten die Tragschale rippenartig unterbrochen und wurden wegen Schwächung der Tragfähigkeit fallengelassen. Verschiedene Oberflächenmuster können mit mineralischen, metallischen und organischen Recyclaten aufgewertet werden.
