Nachhaltiges Bauen mit wiederverwendbaren Carbonbeton-Platten
Die ZHAW hat Carbonbeton-Platten entwickelt, die erstmals im Hochbau eingesetzt werden. Diese Innovation ermöglicht erhebliche CO2- und Materialeinsparungen und bietet ein flexibles, wiederverwendbares Bauteilsystem.
Die Einführung von Carbonfaser-verstärkten Betonplatten durch die ZHAW markiert einen bedeutenden Fortschritt im Hochbau. Diese Platten, die in der Fabrik vorgefertigt und zugeschnitten werden, können vor Ort schnell montiert werden. «Unser Bausystem aus Carbonbeton funktioniert ähnlich wie Lego, aber wie eine moderne Version davon, mit massgeschneiderten Bauteilen», erklärt ZHAW-Forscher Josef Kurath. Dieses System verkürzt nicht nur die Bauzeiten erheblich, sondern ermöglicht auch flexible Anpassungen und Erweiterungen von Gebäuden.
Nachhaltigkeit und Wiederverwendung
Ein Paradebeispiel für die Anwendung dieser Technologie ist der 120 Quadratmeter grosse Pavillon in Winterthur, der als Innovationslabor für nachhaltiges Bauen dient. Dank eines neuen Sharing-Modells können rund 90 Prozent des verwendeten Materials wiederverwendet werden, was im Vergleich zu herkömmlichen Methoden, bei denen nur etwa 10 Prozent wiederverwendbar sind, einen erheblichen Fortschritt darstellt. Angesichts der Tatsache, dass Zement für acht Prozent der weltweiten Treibhausgas-Emissionen verantwortlich ist, stellt diese Entwicklung einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung des ökologischen Fussabdrucks dar.
Carbonfasern als Herzstück
Die CPC-Betonplatten (Carbon Prestressed Concrete) zeichnen sich durch ihre Langlebigkeit und Umweltfreundlichkeit aus. «Dank der neuen Leichtbauweise in Beton reduzieren wir den CO2-Fussabdruck um den Faktor zwei bis vier und sparen bis zu 75 Prozent Material gegenüber einer herkömmlichen Bauweise», erläutert Kurath. Die Kombination aus vorgespannten Carbonfasern und Beton bietet hervorragende strukturelle Eigenschaften: Carbon absorbiert Zugkräfte, während Beton Druck- und Querkräfte aufnimmt. Dadurch entstehen bei Belastung keine Risse, und die Platten behalten ihre Form und Tragfähigkeit bei geringerer Dicke.
Industrielle Fertigung und Zukunftsaussichten
Die CPC-Platten werden im ersten Werk in Deutschland von Holcim hergestellt, während die Carbonfasern in der Schweiz produziert werden, zukünftig mit biobasiertem Kohlenstoff. «Die entwickelten Platten sollen künftig auch hierzulande produziert und das neue Bausystem breit im Hochbau eingesetzt werden können – gerade der Schweizer Markt ist dafür prädestiniert», sagt Kurath. Ein Schwerpunkt der weiteren Forschung liegt auf der Optimierung der Platten für Schall- und Brandschutz sowie auf erdbebensicheren Konstruktionen. Innovative Verbindungstechniken ermöglichen nahezu endlose horizontale Ebenen ohne zusätzliche Verbindungselemente, was die Flexibilität und Effizienz des Bauens weiter erhöht.