Informationsbaustein Gradientenbeton - Beton.org: Bauen ...... Nachhaltiger Recycling-Kreislauf...

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Nachhaltiges Bauen mit

Bauteilen aus Gradientenbeton

Bei funktional gradierten Bauteilen wer-

den die Materialeigenschaften im Innern

des Bauteils stufenlos verändert (gra-

diert), um sie so optimal an partielle Be-

anspruchungen anzupassen. Dadurch

können eine deutlich höhere Material-

effizienz sowie eine signifikante Reduk-

tion des Ressourcenverbrauchs, der

Emissionen und des Energieverbrauchs

erreicht werden.

In ersten Versuchen und Hochrech-

nungen zu funktional gradierten Ge-

schossdecken aus Beton konnten ei-

ne Massenersparnis von mehr als 50 %

und eine deutliche CO2-Reduktion im

Vergleich zur Produktion herkömmlicher

Flachdecken nachgewiesen werden.

Gradientenbeton – eine Innovation mit

hohem Potential für die weitere Entwick-

lung des nachhaltigen Bauens. Seit eini-

gen Jahren wird intensiv zu diesem The-

ma geforscht.

Informationsbaustein

Gradientenbeton

Das Grundkonzept der funktionalen Gra-

dierung von Werkstoffen ist eine Ent-

wicklung der Luft- und Raumfahrttech-

nik. Während die Forschung dort auf

dünne Oberflächenschichten beschränkt

blieb, wurde das Prinzip der funktionalen

Gradierung inzwischen auf größere Di-

mensionen und auf Anwendungen im

Bauwesen übertragen.

Innovation mit hohem Potential

Am Institut für Leichtbau Entwerfen

und Konstruieren (ILEK) der Universität

Stuttgart werden seit 2006 im Rahmen

von Forschungsprojekten und wissen-

schaftlichen Arbeiten verschiedene Bau-

stoffklassen (Polymere, Betone, Metalle,

Textilien), mögliche Herstellungsverfah-

ren und Anwendungsfelder für funktio-

nal gradierte Bauteile untersucht. Die

Übertragung existierender Verfahren

und die Neuentwicklung erfolgte mithilfe

umfangreicher Versuchsserien im Zuge

des Forschungsprojekts „Herstellungs-

verfahren und Anwendungsbereiche für

funktional gradierte Bauteile im Bauwe-

sen“ (Förderstelle: Forschungsinitiative

Zukunft Bau des Bundesamtes für Bau-

wesen und Raumordnung, 2009-2011).

Bauteile: Multifunktional

und sortenrein

Zahlreiche Materialeigenschaften, wie

beispielsweise die Festigkeit, die Wär-

meleitfähigkeit und die Dichtigkeit, kön-

nen durch die Änderung der Porosität

eines Materials (Beton, Metalle, Glas

oder Kunststoffe) in einem weiten Spek-

trum variiert werden.

Somit ist es möglich, z.B. Betonwände

zu entwickeln, die nur aus einem einzigen

Material bestehen, aber dennoch al-

len Anforderungen an eine Gebäudehül-

le gerecht werden. Durch den gradierten

Übergang von dichten und tragenden

Deckschichten zu einem hochporösen

Dämmkern aus Beton können vergleichs-

weise dünne, rein mineralische Außen-

wandbauteile realisiert werden.

Gradientenbeton bietet ökologische und ökonomische Optimierungspotentiale.

BetonMarketing Deutschland GmbH Steinhof 39, 40699 [email protected] 0211 28048-1


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Gradientenbeton

Dadurch wird einerseits wertvolle Nutz-

fläche gewonnen und andererseits kann

die Rezyklierbarkeit des Bauteils deutlich

verbessert werden. Die derzeit markt-

üblichen Wärmedämmverbundsysteme

bestehen nämlich aus verschiedenen

Materialien, deren dauerhafter Verbund

die sortenreine Trennung und damit das

Recycling erschwert.

Herstellung gradierter Bauteile

Prinzipiell kann eine Gradierung von

Bauteilen aus Beton durch Anordnung

unterschiedlicher Porositäten, Einbrin-

gen unterschiedlicher Leichtzuschläge,

durch die Kombination unterschiedlicher

Betone und durch die Kombination der

vorgenannten Maßnahmen erfolgen.

Die größte Herausforderung bestand in

der Entwicklung eines wirtschaftlichen

Verfahrens zur Herstellung gezielter Ei-

genschaftsgradienten. Die Porosierung

von Beton erfolgt dabei durch die Ver-

wendung poröser Leichtzuschläge und

das Einbringen zusätzlicher Luftporen

in die Zementmatrix. Die dreidimensi-

onale Gradierung kann durch ein am

ILEK entwickeltes und patentiertes Si-

multan-Sprühverfahren erzielt werden,

wobei sich die Zusammensetzung des

Sprühnebels kontinuierlich ändert und

positionsabhängig die jeweils erforder-

liche Betonmischung aufgetragen wird.

Die Automatisierung des Verfahrens er-

laubt die schnelle und wirtschaftliche

Herstellung von Betonbauteilen mit kon-

trolliert variierender Porosität. Die Wei-

terentwicklung dieser Technologie bildet

einen Schwerpunkt der weiteren For-

schung am ILEK.

Anwendungsmöglichkeiten

Funktional gradierte Betonbauteile wer-

den in absehbarer Zeit einen signifi-

kanten Beitrag zur Entwicklung des

nachhaltigen Bauens leisten.

Zurzeit wird an weiterführenden Pro-

jekten gearbeitet. Angestoßen wurden

Untersuchungen z.B. zu Gradientende-

cken, zur Gradientenwand und zur au-

tomatisierten Herstellung von Gradien-

tenbetonbauteilen. Weiterhin werden

Simulations- und Optimierungsroutinen

zur Ermittlung eines Gradientenbeton-

layouts sowie die Ökobilanz der Gradien-

tenbetonbauteile erforscht. Zahlreiche

führende Unternehmen der deutschen

und internationalen Betonindustrie sind

an diesen Projekten beteiligt.

Unterschiedliche Porositäten, erzielt durch ein Schichtenverfahren

Verlauf der Festbetoneigenschaften bei einer schrittweisen Erhöhung der Porosität.

Porositätsgradient, kontrolliertes Entmischen, Rotationsverfahren

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Nachhaltiger Recycling-Kreislauf

Beton ist der meistverwendete Baustoff

der Welt. Derzeit werden nach Schät-

zungen des Bundesverbands der Deut-

schen Transportbetonindustrie weltweit

pro Jahr etwa 11 Mrd. m³ Beton produ-

ziert und verarbeitet. Sowohl bei der Pro-

duktion und der Verarbeitung von Beton

als auch am Ende seiner Nutzungsdau-

er haben die Schonung natürlicher Res-

sourcen und das Recycling einen hohen

Stellenwert. Aus Beton gebaute Ge-

bäude können nahezu vollständig dem

Recycling zugeführt werden. Zumeist

wird der Baustoff in gebrochener Form

als so genannte rezyklierte Gesteinskör-

nung wiederverwertet.

Das Recycling von Beton stellt einen we-

sentlichen Beitrag zum Schutz der mine-

ralischen Rohstoffvorkommen und zur

Schonung von Natur und Landschaft

dar.

Die Potentiale, die der Einsatz von rezy-

klierter Gesteinskörnung als Beitrag zur

Nachhaltigkeit der Betonbauweise eröff-

net, sind aber noch nicht ausgeschöpft.

Ein bisher in Deutschland noch wenig

genutzter Bereich ist z.B. der Einsatz von

Recycling-Beton im Hochbau.


Recycling von Beton

Beton hat eine lange Lebensdauer. Und

manchmal sogar mehr als nur einen Le-

benszyklus. Schon bei der Produktion

wird darauf geachtet, dass Restmengen

umweltfreundlich entsorgt und soweit

möglich in den Produktionsprozess zu-

rück gebracht werden. Und in Form re-

zyklierter Gesteinkörnungen werden Be-

tonbauteile am Ende ihrer Nutzungsdau-

er erneut sinnvoll eingesetzt.

Recycling von Frischbeton

Den Betonwerken sind Recyclinganla-

gen angeschlossen. Sie ermöglichen es,

Reste von Frischbeton für eine Wieder-

verwertung in ihre Ausgangsstoffe zu zer-

legen und erneut dem Stoffkreislauf zuzu-

führen. Geschlossene Wasserkreisläufe

verhindern das Eindringen von Prozess-

wasser in die öffentliche Kanalisation.

Recycling von Altbeton

Endet der Lebenszyklus eines Bau-

werks, können manche Bauteile aus Be-

ton (Balken, Deckenplatten) im Ganzen

wiederverwendet werden: Sie werden

ausgebaut und kommen bei der Siche-

rung von Böschungen, Lärmschutzwän-

den und Deichen oder in neuen Gebäu-

den zum Einsatz. Die anderen Bauteile

werden in Brechanlagen zerkleinert und

als Gesteinskörnung recycelt. Ein aus

Beton gebautes Gebäude kann so nahe-

zu vollständig dem Recycling zugeführt

werden.

Recycling-Beton

Ein weiterer Schritt in der Verwertungs-

kette: Beim so genannten Recycling-Be-

ton (RC-Beton) wird ein Teil der natür-

lichen Gesteinkörnung durch rezykliertes

Recycling: Der größte Teil des Altbetons kann als rezyklierte Gesteinskörnung wiederverwertet werden.

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Recycling von Beton

Material ersetzt. Nach jüngsten Angaben

der Kreislaufwirtschaft Bau wurden zu-

letzt 800.000 t/a (1,2 %) rezyklierter Ge-

steinskörnungen in der Betonherstellung

eingesetzt. Da sie üblicherweise in Kom-

bination mit natürlicher Gesteinskör-

nung verwendet werden, entspricht dies

einer Produktion von etwa 1,2 Mio. m³

Recycling-Beton. Im Vergleich dazu: Im

selben Jahr wurden in Deutschland ins-

gesamt 41 Mio. m³ Transportbeton her-

gestellt.

Qualität und Einsatzmöglichkeiten

Die Verwertungsmöglichkeiten von re-

zyklierten Gesteinskörnungen hängen

von ihren bautechnischen Eigenschaf-

ten und ihrer stofflichen Zusammenset-

zung ab. Neben den Ausgangsqualitäten

werden die Eigenschaften maßgeblich

von der Verfahrensweise beim Abbruch

bzw. Rückbau, der Getrennthaltung der

Fraktionen und der eingesetzten Aufbe-

reitungstechnik bestimmt.

Einsatzbereiche rezyklierter

Gesteinskörnungen

Bislang werden rezyklierte Gesteinskör-

nungen in Deutschland überwiegend im

Tiefbau eingesetzt (s. Grafik). Ein kleiner

Teil wird bei der Produktion von Beton-

fertigteilen verarbeitet. Der Einsatz von

rezyklierter Gesteinskörnung in Betonen

für den Hochbau – der nach dem Re-

gelwerk (s. Kasten) möglich ist – spielt

bislang in Deutschland eine untergeord-

nete Rolle. Anders in der Schweiz, wo

der Großraum Zürich eine Vorreiterrolle

übernommen hat.

Ausbaufähig

Die intensivere Nutzung von RC-Beto-

nen im Betonbau hierzulande würde aus

Expertensicht ein verbessertes Liefer-

angebot an qualitativ hochwertigen re-

zyklierten Gesteinskörnungen und ei-

ne erhöhte Liefersicherheit seitens der

Aufbereiter der RC-Baustoffe vorausset-

zen. Forscher arbeiten verstärkt an Ver-

fahren zur sortenreinen Herstellung von

Betonbauteilen (ohne Bewehrung, ohne

Dämmschicht): Sie würden das quali-

tativ hochwertige Recycling weiter ver-

einfachen. Zudem wird der Einsatz von

rezyklierter Gesteinskörnung für Außen-

bauteile mit Bewitterung derzeit durch

fehlende Anwendungsregeln zur DIN EN

12620 noch eingeschränkt. Insgesamt

aber gilt: Im Einsatz von Sekundärstoffen

wie den rezyklierten Gesteinskörnungen

im Betonbau liegt eine weitere Chan-

ce, im Bereich der Betonausgangsstoffe

umweltrelevante Auswirkungen zu min-

dern und zugleich eine sinnvolle Verwer-

tung dieser Stoffe zu schaffen.

Qualitätssicherung:

Die wichtigsten Regelwerke

Die DIN EN 12620 enthält seit 2008

auch spezielle Anforderungen an

rezyklierte Gesteinskörnungen. Die

Norm führt zur CE-Kennzeichnung.

In der DIN 4226-100 sind Anforde-

rungen an rezyklierte Gesteinskör-

nungen für Beton und Mörtel for-

muliert. Die Anforderungen an

Beton mit rezyklierten Gesteinskör-

nungen fasst die DAfStb-Richt-

linie Beton nach DIN EN 206-1

und DIN 1045-2 mit rezyklierten

Gesteinskörnungen nach DIN EN

12620 zusammen. Beton mit rezyk-

lierten Gesteinskörnungen muss im

Lieferverzeichnis als solcher aus-

gewiesen werden.Projekt Rheinallee: In Ludwigshafen wurde das Gästehaus des Immobilienunternehmens GAG mit Recycling-Beton gebaut.

Aus 71,8 Mio. t mineralischer Abfälle der Fraktionen Bauschutt und Straßenaufbruch wurden 57,4 Mio. t Recycling-Baustoffe hergestellt. Sie deckten 11,5 % des Jahresbedarfs an Gesteinskörnungen.

Verwendung von RC-Baustoffen– 57,4 Mio. t –

Straßenbau37,2 Mio. t (55,8 %)

Erdbau19,9 Mio. t (29,9 %)

RC-Beton0,8 Mio. t (1,2 %)

Sonstige Zwecke8,7 Mio. t (13,1 %)

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Integriertes Klimakonzept:

Energieeffizent und nachhaltig

Energieeffizienz und Klimaschutz sind

inzwischen beim Bauen zu relevanten

Planungsgrößen geworden. BetonMar-

keting hat in den vergangenen Jahren

die Entwicklung zeitnah verfolgt und Pla-

ner und Ausführende zentral mit den je-

weils aktuellen Informationen versorgt.

Die Klimatisierung und Beheizung von

Gebäuden haben einen großen Anteil am

Verbrauch fossiler Brennstoffe und am

Ausstoß umweltrelevanter Gase. Auf-

grund seines hohen Wärmespeicherver-

mögens kann Beton an dieser Stelle mit

zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten

punkten.

Ein erprobtes Verfahren, das im Zuge

der Diskussion an Bedeutung gewonnen

hat, ist die Bauteilaktivierung. Darunter

versteht man Systeme, die die Gebäu-

demasse zur Temperaturregulierung nut-

zen. Die Betonkernaktivierung spielt da-

bei in der Praxis eine Hauptrolle.


Betonkernaktivierung

Über die Wärmeschutzverordnung bzw.

die Energieeinsparverordnung stellt der

Staat immer schärfere Anforderungen an

die Energieeffizienz von Gebäuden.

Investitionen in die Energieeffizienz eines

Gebäudes führen zu bemerkenswerten

Einsparungen bei den immer teurer wer-

denden fossilen Brennstoffen. Das Ziel

– zuletzt auch von der Bundesregierung

für das Jahr 2050 so formuliert – ist der

Verzicht auf die unmittelbare Verbren-

nung von Öl oder Gas zum Heizen eines

Gebäudes.

Beton punktet mit hohem

Wärmespeichervermögen

Da Beton ein hohes Wärmespeicherver-

mögen besitzt, eignet er sich sehr gut als

Speicher-, Puffer- und Transportmedium

für Wärme. Die Bauteilaktivierung ist ein

Verfahren, bei dem diese Vorzüge zum

Tragen kommen.

Heizen und Kühlen: Bei der Betonkernaktivierung wird die Gebäudemasse zur Temperaturregulierung genutzt.

Gebäudemasse zur

Temperaturregulierung nutzen

Unter Bauteilaktivierung versteht man

Systeme, die die Gebäudemasse zur

Temperaturregulierung nutzen. Die Wär-

me, die durch die Sonneneinstrahlung in

eine Außenwand eingetragen wird, lässt

sich speichern und später zum Heizen

nutzen. Umgekehrt kann ein solches

System auch zum Kühlen eingesetzt wer-

den und den Einbau einer energieinten-

siven Klimaanlage überflüssig machen.

Verlustfreie Energieübertragung

Bei der Betonkernaktivierung erfolgt der

Transport der Wärme über Flüssigkeiten.

Die Rohrsysteme, so genannte Rohrre-

gister, durch die diese Flüssigkeiten flie-

ßen, können direkt in die Betonbauteile

einbetoniert werden. Es entsteht ein in-

niger „thermischer Kraftschluss“, der ei-

ne verlustfreie Energieübertragung mit

maximalen Austauschraten ermöglicht.

Thermoaktive Bauteile

Absorber oder Erdwärmesonden

Wärmepumpe

HeizenThermoaktive Bauteile

Wärmepumpe

Kühlen

Absorber oder Erdwärmesonden



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Betonkernaktivierung

Energieeffizienz und Klimaschutz sind beim Bauen zu relevanten Planungsgrößen geworden.

Thermisch aktive Betondecken

Dieses Prinzip lässt sich nicht nur in

Wänden nutzen, sondern auch in De-

cken. Beispiele dafür sind die thermi-

sch aktiven Betondecken, die auch als

Klimadecken bezeichnet werden. Sie

bestehen aus einer oberen und einer

unteren Stahlbetonschale. Im Raum da-

zwischen ist reichlich Platz für die erfor-

derlichen Installationen und Leitungen.

Instrumente der Planung

Dem Planer stehen für die Planung eines

energieeffizienten Bauwerks verschie-

dene Instrumente zur Verfügung:

■ Begrenzung der Wärmeverluste durch

die Außenhaut

■ Begrenzung der Wärmeverluste durch

Luftaustausch

■ Wahl einer optimalen Gebäudegeo-

metrie

■ Nutzung von Sonnenenergie, Geo-

thermie usw.

Wärmeverluste durch die Außenhaut las-

sen sich z.B. durch Leichtbeton oder

Normalbeton mit Wärmedämmung mini-

mieren. Auch bezüglich des Luftaustau-

sches überzeugen die Wandkonstruk-

tionen aus Beton, weil sie winddicht sind.

Der Einsatz massiver Dächer aus Beton

ermöglicht dichte Anschlüsse des Dachs

an die Gebäudeaußenhaut, so dass auch

hier Wärmeverluste durch ungewollten

Luftaustausch unterbunden werden.

Rohrregister zur thermischen Aktivierung von Betondecken Thermoaktives Fertigteilsystem für ein Verwaltungsgebäude

Beste Voraussetzungen für

energieeffizientes Bauen

Beton bietet aufgrund seiner Eigenschaf-

ten beste Voraussetzungen für ener-

gieeffizientes Bauen. Die Gewinnung der

Ausgangsstoffe für Beton nahe der spä-

teren Verwendung, der geringe Energie-

aufwand bei Produktion, Verarbeitung

und Recycling positionieren Beton end-

gültig als nachhaltigen Baustoff.


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Gestalten mit Beton:

Hochwertig und dauerhaft

Als Baustoff öffnet Beton Bauherren und

Architekten vielfältige Planungsspielräu-

me. Als Sichtbeton setzt er immer stär-

ker auch gestaltende Akzente.

Unter Sichtbeton versteht man einen

Beton, dessen offen liegende Ansichts-

flächen gestalterische Funktionen über-

nehmen und ein durch die Schalungs-

haut bestimmtes Aussehen haben.

Qualitativ hochwertige Sichtbeton-

flächen entstehen immer dann, wenn

fachgerechte Gestaltung, Planung,

Baustofftechnik und Baubetrieb erfolg-

reich zusammenwirken. Über die fas-

zinierenden Einsatzmöglichkeiten und

die fachgerechte Herstellung informiert

BetonMarketing mit Schwerpunkt-Se-

minaren, in Vorträgen für angehende

Architekten und Ingenieure sowie mit

zahlreichen Fachpublikationen.

Sichtbeton, einst exklusives Identitäts-

zeichen namhafter Architekten wie Le

Corbusier, Ludwig Mies van der Rohe

oder Louis I. Kahn, ist im Gestaltungsall-

tag der Baukultur angekommen.


Sichtbeton

Sichtbeton ist mehr als das, was das

Wort vermittelt. Er ist mehr als nur Be-

ton, der sichtbar ist. Die nach außen

bzw. nach innen sichtbare Betonoberflä-

che entspricht dem Bedürfnis, dem Be-

trachter die Struktur und Beschaffenheit

eines Gebäudes offenzulegen anstatt sie

zu verblenden. So entsteht eine nach-

vollziehbare Folgerichtigkeit von Struk-

tur, Gestalt und Oberfläche.

Sichtbeton – Abdruck der Form

Sichtbeton ist ein Abdruck der Form. Das

gilt sowohl für Sichtbetonflächen, die vor

Ort hergestellt werden, als auch für Sicht-

beton-Fertigteile. Die entstehende Ober-

fläche konserviert den Augenblick des

Erstarrens. Die Negativ-Form, die Scha-

lung wird wieder entfernt. Es verbleibt

die Positiv-Form, der Beton, die nach

der Herstellung unveränderlich ist. Sie

dokumentiert die Gestaltungsabsicht –

aber leider auch alle ausführungsbe-

dingten Abweichungen davon. Sichtbe-

ton erfordert also ein strukturelles Ent-

wurfskonzept, das dem Entwerfer eine

hohe konzeptionelle Disziplin und dem

Ausführenden eine große handwerkliche

Präzision abverlangt.

Sichtbetonklassen mit

speziellen Anforderungen

Doch Sichtbeton ist nicht gleich Sicht-

beton. An den Sichtbeton für eine Gar-

tenmauer werden andere Ansprüche

gestellt, als an den Sichtbeton für die In-

nenwand eines repräsentativen Foyers.

Der Begriff allein reicht also für eine ein-

deutige Beschreibung einer Ansichtsflä-

che nicht aus. Deshalb wurden so ge-

nannte Sichtbetonklassen entwickelt,

die spezielle Anforderungen an Sicht-

betonflächen stellen. Es ist unerlässlich,

bereits im Planungsstadium die Anforde-

Formvollendet: Sichtbeton im Land- und Amtsgericht Frankfurt/Oder



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Sichtbeton

rungen an die spezielle Farbgebung und

Oberflächenbeschaffenheit des auszu-

führenden Sichtbetons sowie Grenzmaße

für die Schwankungsbreiten festzulegen.

Oberflächen: Abbild der Schalung

Ein wichtiges Gestaltungselement beim

Sichtbeton ist die Schalhautstruktur. Be-

reits in der Planungsphase sollten Gestal-

tungsideen und herstellungstechnische

Möglichkeiten aufeinander abgestimmt

werden. Die Wahl einer Rahmenscha-

lung oder Trägerschalung sowie die

Gestaltung der Schalmusterpläne ent-

scheiden über Gliederung und Ausse-

hen der späteren Sichtbetonfläche. Über

Schalungs-Matrizen können Betonober-

flächen mit dreidimensionalen Mustern

strukturiert werden. Selbst Betonflächen

mit Schriftzügen sind zu realisieren.

Breites Farbspektrum

Die Farbe einer Sichtbetonwand ist nicht

auf einen Grauton festgelegt. Durch die

Zugabe von Pigmenten lässt sich far-

biger Beton in einer breiten Palette von

Rot über Grün bis zu Schwarz herstel-

len. Und selbst bei den Grautönen sind

vielfältige Varianten realisierbar. So kann

z.B. durch die Auswahl des Zements

der Farbton beeinflusst werden: Weiß-

zement sorgt für sehr helle und Portland-

schieferzement für dunkle Oberflächen.

Spitzen, Scharrieren, Schleifen

Zusätzliche Variationsmöglichkeiten bie-

tet eine nachträgliche Bearbeitung der

fertigen Betonoberfläche. Die Möglich-

keiten reichen dabei vom Auswaschen

der obersten Feinmörtelschicht über

das Sandstrahlen oder Flammstrahlen

bis zum manuellen oder maschinellen

Nachbearbeiten der Betonoberfläche

durch Stocken, Spitzen, Scharrieren so-

wie Schleifen und Polieren. Bei bearbei-

teten Betonflächen kommen Zement-

stein und Gesteinskörnung gemeinsam

zur Geltung.

Anspruchsvolle Teamarbeit

Für eine alle Seiten zufrieden stellende

Gestaltung von Sichtbetonflächen emp-

fiehlt es sich, bereits in der Planungspha-

se Bauherrenwünsche und technische

Machbarkeit in Einklang zu bringen.

Kommt Sichtbeton im Außenbereich

zum Einsatz, muss z.B. der Wasserab-

fluss über die Fassadenflächen sorg-

fältig geplant werden, um ein dauerhaft

gleichmäßiges Aussehen sicherzustel-

len. Doch letztlich kann ein Abgleich von

Vorstellung und Machbarkeit sowie eine

Optimierung des baubetrieblichen Vor-

gehens und der Flächenergebnisse nur

über Versuche an Erprobungsflächen er-

folgen.Sichtbeton ist vielfältig: Mit Glasfasern verstärkte Betonplatten (fibreC) bilden die markante Fassade des Fußball-WM-Stadions in Südafrika.

Architekten, Designer und Bauherren haben Sichtbeton als Gestaltungselement für den Wohnbereich entdeckt.


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Innovative Betonbauweise:

Schlank und kostengünstig

Neueste Erkenntnisse aus der For-

schung belegen, dass sich Kelleraußen-

wände mit unbewehrtem Beton schlank

und dennoch außerordentlich tragfähig

herstellen lassen. Ein praxisrelevantes

Forschungsergebnis, das für Bauherren

und Planer gleichermaßen von Bedeu-

tung ist, und deshalb auf den unter-

schiedlichsten Wegen von BetonMarke-

ting kommuniziert wird:

Aus den Ergebnissen eines Forschungs-

projekts wurden Bemessungsgrund-

lagen für die unbewehrte Wand aus

Transportbeton entwickelt und in einer

Typenstatik zusammengefasst. Gegen-

über den per Norm bemessenen Alter-

nativen werden dadurch deutlich redu-

zierte Wanddicken ermöglicht. Zugleich

wird die Bemessung und die Realisie-

rung schlanker Wände aus unbewehrtem

Beton vereinfacht, denn die Typenstatik

enthält die dazu erforderlichen Nomo-

gramme und Kennwerte.

Das Beispiel eines freistehenden Pas-

sivhauses mit zwei Wohneinheiten im

schwäbischen Königsbrunn zeigt, dass

die unbewehrte Wand aus Beton kosten-

günstiger sein kann als eine Wand aus

Mauerwerk.


Die unbewehrte Wand aus Beton

Bis die Ergebnisse des Forschungsvor-

habens des Bundesverbands der Deut-

schen Transportbetonindustrie e. V. (BTB)

in Zusammenarbeit mit der RWTH Aa-

chen (Institute für Massivbau und

Bauforschung) vorlagen, mussten sich

die Planer immer wieder fragen, warum

eine Kelleraußenwand aus Mauerwerk

fast 10 cm dünner sein darf als eine Kel-

leraußenwand aus unbewehrtem Beton.

Unterschiedliche

Bemessungsansätze

Der Grund dafür ist nicht in der Trag-

fähigkeit des Betons zu suchen, denn

übliche Hochbaubetone erreichen ein

Mehrfaches der Druckfestigkeit der sta-

bilsten Mauersteine. Vielmehr sind es die

unterschiedlichen Bemessungsansätze

der relevanten Normen für den Mauer-

werksbau und den Betonbau, die für ei-

ne Kelleraußenwand aus Mauerwerk mit

einer lichten Wandhöhe von 2,50 m und

einer 2 m hohen Erdanschüttung eine er-

forderliche Wanddicke von 16 cm erge-

ben, während sie bei einer Ausführung in

unbewehrtem Beton zu einer Wanddicke

von 25 cm führen. Der Mauerwerksbau

kennt nur wenige Lastfälle und basiert

auf baumeisterlichem Traditionswissen,

während die Bemessung von Betonbau-

teilen ingenieurwissenschaftlich und mit

einem großen Sicherheitsanspruch ent-

wickelt wurde.

Typenstatik ermöglicht

schlankere Kellerwände

Die Typenstatik ermöglicht nun, abwei-

chend von der Norm, den Bau schlan-

kerer Kelleraußenwände aus unbe-

Das Passivhaus in Königsbrunn



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Die unbewehrte Wand aus Beton

wehrtem Beton. Damit sind außer den

Raumgewinnen bei gleicher bebauter

Fläche auch Kosteneinsparungen mög-

lich: Bei unbewehrten Wänden entfallen

die Kosten für den Stahl und für die Be-

wehrungsarbeiten.

Basis für einfache und

praxisgerechte Dimensionierung

Die entwickelten Bemessungsnomo-

gramme ermöglichen eine einfache und

praxisgerechte Dimensionierung, die alle

erforderlichen Tragfähigkeitsnachweise

für unbewehrte Wände enthält:

■ Nachweis der Interaktion zwischen

Moment und Normalkraft, einschließ-

lich Berücksichtigung der Effekte nach

Theorie II. Ordnung

■ Querkraftnachweis für unbewehrte

Betonbauteile

■ Schubnachweis Fuge zwischen Kel-

lerwand und Bodenplatte

■ Begrenzung der Schlankheit

■ Sicherstellung der Duktilität

■ Mindestwanddicke für Ortbeton

Die Bemessungsnomogramme gelten

für Kellerwände im Allgemeinen Woh-

nungsbau

■ mit Dicken von 15 bis 35 cm für erd-

druckbelastete Außenwände und

■ mit Dicken von 12 bis 20 cm für In-

nenwände.

Unterschiedliche Wandhöhen werden

unter Berücksichtigung von aussteifen-

den Querwänden im Bereich von Knick-

längen von 2 bis 3 m nachgewiesen.

Die Typenstatik für unbewehrte Wände

wird unter www.beton.org/Statikrechner

als Online-Bemessungshilfe angeboten.

Passivhaus Königsbrunn

In der Praxis führt die Kelleraußenwand

aus unbewehrtem Beton zu Kostensen-

kungen. Im schwäbischen Königsbrunn

z.B. entschied sich der Bauherr, ein Bau-

ingenieur, sein freistehendes Passivhaus

mit zwei Wohneinheiten vom Keller bis

zum Dach aus Beton zu bauen.

Bauphysikalische Vorzüge von Beton

Seine Beweggründe lagen in den bau-

physikalischen Vorzügen von Beton. So

erfüllen bereits schlanke Betonwände

die aufgrund eines nahe liegenden Mi-

litärflughafens in Einheit mit einer stark

befahrenen Bundesstraße verlangten

Schallschutzkennwerte von 45 dB. Das

massive Dach ermöglicht dichte An-

schlüsse an die Außenwand und dient

gleichzeitig als Wärmepuffer. Die beim

Passivhaus erforderlichen Lüftungsrohre

konnte er in die Decken aus Halbfertig-

teilen integrieren.

Kostenersparnis

Mit modernen Lösungen suchte der

Bauherr nach Möglichkeiten, seine Vor-

stellungen kostengünstig umzusetzen.

So stieß er auch auf die Typenstatik für

die Außenwand aus unbewehrtem Be-

ton. Mit unbewehrtem Transportbe-

ton ließ sich gemäß Ergebnis der Aus-

schreibung gegenüber einer Wand aus

Kalksandstein eine Kostenersparnis von

fast 5 Euro pro Quadratmeter realisieren.

Kelleraußenwände aus unbewehrtem Beton: schlank und kostengünstig Praxisgerechte Dimensionierung: www.beton.org/statikrechner


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Dialog mit Zukunftsperspektive

360°-Planung. Parametrisch generierte

Räume. Green Buildings. Die Liste der

Stichworte, die das Planen und Bau-

en verändern werden, ist lang. Beton-

Marketing verfolgt mit großer Aufmerk-

samkeit die aktuellen Entwicklungen im

Baugeschehen. Deshalb haben wir gern

das Angebot der Messe München wahr-

genommen, das BAU-Plus Forum C2 als

Sponsor und Partner zu unterstützen.

Die deutsche Zement- und Betonin-

dustrie will damit den Dialog zum

Schwerpunkt „Zukunft des Bauens“ för-

dern und zukunftsweisende Bauideen

einer breiten Öffentlichkeit nahe bringen.

Wir laden alle Besucher unseres Messe-

stands ganz herzlich ein, einen Blick in

die Zukunft des Bauens zu wagen. Treff-

punkt Forum C2.


Forum C2 „Zukunft des Bauens“

BAU-Plus Forum C2: Die deutsche Zement- und Betonindustrie unterstützt auf der Messe in München den Dialog über das „Bauen der Zukunft“.

Experten aus aller Welt, die sich mit

aktuellen Fragen der Architektur und

Stadtentwicklung beschäftigen, stehen

auf der BAU 2013 Rede und Antwort –

mitten im Messegeschehen, in den Fo-

ren der Hallen C2, A6 und B0.

Die deutsche Beton- und Zementin-

dustrie unterstützt das Forum C2, „Zu-

kunft des Bauens“. Es wird von der

Messe in Zusammenarbeit mit den

Fachzeitschriften Bauwelt und DBZ re-

alisiert. Namhafte Planer, Architekten

und Bauingenieure aus aller Welt wer-

den anhand von Projektbeispielen erläu-

tern, wie das Bauen und Gestalten der

Zukunft aussieht. Bekannte Baumeister

wie Patrik Schumacher, Stefan Behnisch

oder Werner Sobek werden ihre Sicht

der Dinge darstellen und aus ihrer prak-

tischen Arbeit berichten.

An jedem Messetag steht ein anderes

Thema im Mittelpunkt. Alle Vorträ-

ge werden simultan deutsch/englisch

übersetzt. Es können außerdem Fortbil-

dungspunkte erworben werden.

Das Forum bietet damit einen Mehrwert,

der jeden BAU-Besucher bereichern wird.

Das Forum ist frei zugänglich, der Be-

such ist in der BAU-Eintrittskarte inbe-

griffen.

Besuchen Sie auch

Halle C2



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Forum C2 „Zukunft des Bauens“

International renommierte Architekten wie Stefan Behnisch, Behnisch Architekten, berichten aus der aktuellen Architekturpraxis.

Montag, 14.01.2013

Infrastruktur und Stadt

Die Städte in Europa und auf der Welt

sind einem großen Veränderungsdruck

ausgesetzt. Mobilität, die Integration von

Arbeit, Leben und Wohnen, der Klima-

wandel und die schwindenden Energie-

reserven sind ausschlaggebend für die

Suche nach neuen urbanen Lösungen.

Was bedeutet dies für Architektur und

Städtebau? Wie sieht die Stadt der Zu-

kunft aus? Und welche globalen Unter-

schiede wird es geben?

Dienstag, 15.01.2013

360 Grad Planung:

Integrale Planungs- und

Ausführungsprozesse

Der Technisierungsgrad im Bau ist im

Vergleich zu anderen Branchen in der

Vergangenheit eher gering gewesen.

Nun aber stehen wir an einem Wende-

punkt, die Gebäude werden durchgän-

gig komplexer. Das gilt für den Neubau

genauso wie für die (energetische) Sa-

nierung des Altbaus. Grund für diese

Entwicklung ist neben dem Fortschrei-

ten der technologischen Möglichkeiten

vor allem der Druck, auch noch das letz-

te Quäntchen Energie einzusparen. Wie

müssen sich dafür unsere Planungspro-

zesse ändern? Wie werden Projekte zu-

künftig ganzheitlich geplant?

Mittwoch, 16.01.2013

Parametric Design –

Die Zukunft des Entwurfs

Experiment oder kreatives Werkzeug?

Verändert der Computer, 20 Jahre nach

der Einführung des CAD, den Entwurf in

der Architektur? Wird das digitale Ent-

werfen und parametrische Bauen ent-

wurfsverändernd oder gar entwurfsbe-

stimmend? Befinden wir uns in einer

gestalterischen Sackgasse oder in einer

experimentellen Frühphase?

Donnerstag, 17.01.2013

Energie 2.0

Energiewende, Fukushima, Energiever-

teilung, smart grid, micro grid. Eine Viel-

zahl von Schlagworten; hinter denen

eine Vielzahl vermeintlicher Lösungen

stecken; sollen die energetische Zukunft

sicherstellen. Was davon ist heute Reali-

tät, was wird morgen Standard sein?

Freitag, 18.01.2013

The Next Big Thing

Was glauben die wichtigsten Protago-

nisten aus Architektur, Tragwerkspla-

nung, TGA, Lichtplanung, Design und

Werkstoffkunde, was in den kommen-

den Jahren das wirklich neue große Ding

wird: the next big thing. Was davon wird

in unserer Gesellschaft ankommen und

was wird akzeptiert werden?

Samstag, 19.01.2013

Emerging stars in

emerging markets

Wer sind die Architektenstars von mor-

gen? Wer baut in 20 Jahren? Und wie

ist es den jungen, heute schon erfolg-

reichen Büros gelungen, in diese Positi-

on zu kommen? Was macht sie erfolg-

reich? Wo suchen sich die Entrepreneure

der Zukunft ihre Aufgaben und Projekte?

Gute Tradition

Wie schon bei den vergangenen

Messen unterstützt die deutsche

Zement- und Betonindustrie das

Forum C2.

Herzliche Einladung

Wir laden Sie herzlich ein, mit den

hochkarätigen Referenten über

das Bauen der Zukunft zu disku-

tieren.


www.beton.org

Bauphysik im Detail:

Nachhaltig konstruiert

Gleichgültig, welche Bauweise zum Ein-

satz kommt – vorgefertigte Wandele-

mente, Transportbeton oder Betonsteine

– für Planer und Konstrukteure gilt es,

optimale Lösungen zu entwickeln.

BetonMarketing bietet zahlreiche Ar-

beitshilfen, die den fachgerechten und

wirtschaftlichen Einsatz von Beton in

den unterschiedlichsten Bereichen si-

cherstellen.

Die sichere Lösung bauphysikalischer

Details ist wesentlicher Bestandteil einer

erfolgreichen Planung dauerhafter Ge-

bäude geworden. An dieser Stelle greift

der Planungsatlas für den Hochbau: Er

reduziert den Aufwand für den Planer auf

ein Minimum. Die über das Internet und

als DVD verfügbare Arbeitshilfe liefert ne-

ben Konstruktionsbeschreibungen auch

CAD-Details, Isothermendarstellungen,

thermische Daten und Ausschreibungs-

texte sowie Planungstools, die weitere

Aspekte der Bauphysik berücksichtigen.


Planungsatlas für den Hochbau

Die Energieeinsparverordnung hat die

Aufgabenstellung für den Planer im

Hochbau grundsätzlich verändert und

die bauphysikalischen Nachweise in

den Mittelpunkt gerückt. Die pauscha-

len Aufschläge nach EnEV führen dabei

im Nachweis zu ungünstigeren Werten

als bei dem Nachweis mit den genauen

Werten für die gewählten Details, die so

dem Planer mehr gestalterische Freihei-

ten bieten.

Sichere Lösung

bauphysikalischer Details

Der „Planungsatlas für den Hochbau“ ist

bei den entsprechenden Nachweisen ei-

ne wertvolle Hilfe für den planenden Ar-

chitekten oder Ingenieur. Besonderes

Augenmerk wird auf die Nachhaltigkeit

der Gebäude unter energetischer Be-

wertung gelegt: Die Bandbreite der in

Bild und Text dargestellten Varianten

reicht vom gegenwärtigen Stand der

Technik (repräsentiert durch die Anfor-

derungen gemäß EnEV und die beglei-

tenden Normen) bis hin zu passivhaus-

tauglichen Konstruktionen. Insgesamt

stehen derzeit über 850 Planungsdetails

mit rund 10,5 Millionen Variationen für

den Entwurf bauphysikalisch optimierter

Konstruktionen zur Verfügung. Als Koo-

perationspartner konnte der Softwarean-

bieter Nemetschek gewonnen werden.

Hilfe für planende Architekten

und Ingenieure

In der vorliegenden Version werden

ausgewählte Konstruktionen des Woh-

nungsbaus in Betonbauweise darge-

stellt. Die für Ortbetonbauteile erarbei-

teten Detaillösungen können auch auf

Konstruktionen in Fertigteil- und Halbfer-

Anhand drehbarer 3D-Gebäude können die Anschlussdetails ausgesucht werden.



www.beton.org


Planungsatlas für den Hochbau

tigteilbauweise sowie auf Bauweisen aus

klein- und großformatigen Betonsteinen

angewendet werden. Bei gleichartiger

konstruktiver Ausführung können sie zu-

dem auf verschiedene Mauerwerkskon-

struktionen übertragen werden.

Die wichtigsten Detailgruppen

Dem Planer werden im Planungsatlas

die folgenden Detailgruppen zur Verfü-

gung gestellt:

■ Einschalige Außenwände aus Nor-

malbeton mit WDVS

■ Einschalige monolithische Außen-

wände aus Leichtbeton

■ Einschalige Außenwände aus Leicht-

beton mit WDVS

■ Zweischalige Außenwände aus Nor-

malbeton mit Kerndämmung

■ Stahlbeton-Sandwichfassade

■ Einschalige Kelleraußenwände aus

Normalbeton mit Perimeterdämmung

■ Einschalige Kelleraußenwände aus

Leichtbeton mit Perimeterdämmung

■ Monolithische Kelleraußenwände aus

Leichtbeton

■ Innenwände

■ Sonderkonstruktionen: Tiefgaragen,

Flachdächer, Durchdringungen

■ Geneigte Massivdächer

Energetische Bewertung

und Optimierung

Der Planer kann somit eine durchgän-

gige, energetische Bewertung und Opti-

mierung eines Gebäudes vom Keller bis

zum Dach im Hinblick auf die Energie-

einsparverordnung (EnEV) vornehmen.

Eine neuartige 3D-Navigation und ei-

ne optimierte Such- und Blätterfunktion

bieten einen bequemen Einstieg in die

einzelnen Details.

Die Details wurden unter funktionalen,

gestalterischen, baukonstruktiven und

bauphysikalischen Aspekten entwickelt,

wobei speziell auf die wärmeschutz-

technische Optimierung nach dem aktu-

ellen Stand der Technik Wert gelegt wur-

de. Anhand der detaillierten Darstellung

der Konstruktionen und der Ergebnisse

der thermischen Berechnungen der An-

schlussdetails in optischer und tabella-

rischer Form kann der Planer:

■ einen detaillierten energetischen Nach-

weis im Sinne der EnEV führen,

■ eine Minimierung der Wärmeverluste

durch optimierte Detailanschlüsse

bereits während der Planungsphase

initiieren,

■ die Vermeidung von Schimmelpilzbil-

dung und Tauwasserausfall sicher-

stellen,

■ die Gleichwertigkeit zu einem Detail aus

DIN 4108 Beiblatt 2 überprüfen.

Arbeitshilfe online

Der Planungsatlas für den Hochbau

wird als kostenloser Online-Service

(www.planungsatlas-hochbau.de) und

als DVD (www.betonshop.de) angebo-

ten. Ein Videotutorial im Internet unter-

stützt Einsteiger und zeigt den einfachen

Umgang mit der Software.

Die Beherrschung von Wärmebrücken bei den bauphysikalischen Nachweisen öffnet schon in der Planungs-phase den Weg zum kostengünstigen Bauen.


www.beton.org


Messepartner BAU 2013

WERKSTEIN

Betonwerkstein e.V.Informationsgemeinschaftinfo-b

R. BayerBetonstein- u. TerrazzogruppeZwickau, Tel. 0375 8144-0 Blaubeuren, Tel. 07344 9633-0www.betonwerkstein.deTerraplan Bodenbelag – Geschliffene Treppenläufe – Hochwertige Betonsonderteile

BWL Betonwerk Linden GmbH & Co. KG GmbH & Co.KGWerkstrasse 2, 84332 HebertsfeldenTel. 08721 70673, www.linden-beton.deAnspruchsvolle professionelle Planung und Beratung für alle Bereiche der Garten-, Landschafts- und Stadtgestaltung

Heidelberger Beton GmbHBerliner Str. 10, 69120 Heidelberg Tel. 06221 481-39626, www.heidelberger-beton.deDas Lieferprogramm umfasst Transportbeton, Baustoffe für spezifische Anwendungen, Estrich und Mauermörtel

Hering Bau GmbH & Co. KGNeuländer 1, 57299 Burbach (OT Holzhausen)Tel. 02736 27-0, www.heringinternational.com/de/Spezialist für Architektur- und Textilbetonfassaden, Betonfer-tigteilbahnsteige mit hochwertigen Oberflächenveredelungen

info-bInformationsgemeinschaft Betonwerkstein e.V.Biebricher Straße 69, 65203 Wiesbadenwww.info-b.deDer Verein mit rund 110 Mitgliedern sichert und erweitert den Markt für Betonwerkstein durch konzentrierte Werbeanstrengungen

Initiative Betonlichtschächtec/o Fachverband Beton- und FertigteilwerkeBaden-Württemberg e. V., Tel. 0711 32732-322c/o BetonBauteile Bayern im Bayerischen Industrieverband Steine und Erden e. V., Tel. 089 51403-181www.initiative-betonlichtschaechte.deInitiative führender Lichtschachthersteller aus Süddeutsch-land für eine nachhaltige Bauweise mit Betonlichtschächten

Bernhard Jäger Betonwerk GmbH & Co.KGDonaustraße 3, 88512 MengenTel. 07572 7605-0, www.jaeger-beton.deDer Spezialist für Lichtschächte, Schachtsysteme, Aufzug-schächte, Kellerfenster und Sonderteile nach Kundenwunsch

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Rieder Smart Elements GmbHGlasberg 1, 83059 KolbermoorTel. 08031 90167-0, www.rieder.ccSpezialist für Innovationen rund um Beton: fibreC Glasfaser-beton für Außen-Fassaden und Gestaltungen im Innenbereich

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