Ein Durchbruch in der Bautechnologie

Nachhaltiges Bauen mit Carbon?

Eigenschaften von Carbon

Carbon ist ein Verbundwerkstoff, der aus Kohlenstofffasern und Harzen besteht. Diese Kombination verleiht dem Material eine hohe Steifigkeit, Leichtigkeit und Bruchfestigkeit. Die Fasern werden in verschiedenen Richtungen verlegt, um eine hohe Stabilität zu gewährleisten. Die Harzsysteme, meist Duroplaste wie Epoxidharz oder Phenolharz, sorgen dafür, dass die Fasern bei mechanischer Belastung nicht gegeneinander verschieben

Einführung der Carbonbeton-Platten

Die ZHAW hat ein innovatives Bausystem entwickelt, das erstmals wiederverwendbare Carbonbeton-Platten im Hochbau einsetzt. Diese Platten bieten erhebliche CO₂- und Materialeinsparungen und ermöglichen eine flexible Bauweise, ähnlich einem modernen Lego-System. Ein 120 Quadratmeter großer Pavillon in Winterthur demonstriert die Vorteile dieses Systems, das als Informations- und Veranstaltungsort für nachhaltiges Bauen dient.

Vorteile der Carbonbeton-Platten

Die Platten werden bereits in der Fabrik maßgeschneidert und zu Bauelementen zusammengefügt, was die Bauzeit erheblich verkürzt – ein großer Vorteil für städtische Baustellen. Die Platten sind leicht und dennoch belastbar, wodurch sich Gebäude einfach anpassen und erweitern lassen. Ein neuartiges Sharing-Modell von Holcim ermöglicht es, rund 90 Prozent des Materials und der Wertschöpfung wiederzuverwenden, was angesichts der hohen Umweltbelastung durch Zement ein bedeutender Fortschritt ist.

Technologische Innovationen

Carbonfasern, die die Platten verstärken, absorbieren Zugkräfte und verhindern Risse. Dies macht die Platten dreimal dünner und dennoch tragfähiger als herkömmliche Betonplatten. Die Platten werden industriell hergestellt und maßgeschneidert zugeschnitten, ohne dass sie rosten. Der Baustoffproduzent Holcim produziert diese Platten bereits in Deutschland, wobei künftig biobasierte Carbonfasern aus nachwachsenden Rohstoffen verwendet werden sollen.

Zukunftsaussichten

Aktuell wird an Optimierungen für Schall- und Brandschutz sowie an speziellen Konstruktionen für erdbebensichere Gebäudekerne geforscht. Die Platten sollen künftig auch in der Schweiz produziert und breit im Hochbau eingesetzt werden. Das System soll den CO₂-Fußabdruck um den Faktor zwei bis vier reduzieren und bis zu 75 Prozent Material einsparen, was es zu einer zukunftsweisenden Lösung für nachhaltiges Bauen macht.

Nachhaltigkeit und Embodied Carbon

Embodied Carbon bezieht sich auf die CO2-Bilanz von Baumaterialien, einschließlich der Emissionen, die bei der Herstellung, dem Transport, dem Bau, der Wartung und der Entsorgung entstehen. Die Reduktion von Embodied Carbon ist entscheidend für die Nachhaltigkeit in der Bauindustrie. Recycling und die Verwendung von Materialien mit geringem CO2-Fußabdruck sind wichtige Strategien zur Reduktion von Embodied Carbon.

Herausforderungen

Trotz der vielen Vorteile ist der Materialpreis von Carbon relativ hoch und variiert stark je nach Faserqualität und Herstellungsverfahren. Dies bedeutet, dass Carbon derzeit hauptsächlich dort eingesetzt wird, wo andere Materialien überfordert sind oder wo durch die Verwendung von Carbon signifikante Einsparungen erzielt werden können.Insgesamt bietet Carbon in der Bautechnologie erhebliche Vorteile in Bezug auf Festigkeit, Leichtigkeit und Nachhaltigkeit, obwohl die Kosten und die Komplexität der Herstellung weiterhin Herausforderungen darstellen.

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