Leichte Betondecke mit bionischen Strukturen

Leichte Betondecke mit bionischen Strukturen

Forschende der ETH Zürich fabrizierten im Rahmen des DFAB House eine 80 m2 grosse und leichte Betondecke. Es handelt sich um das weltweit erste Architekturprojekt im Realmassstab, für dessen Schalung 3D-Sanddruck eingesetzt wurde.

An den dünnsten Stellen gerade einmal 20 mm dick, dekorativ gerippt und nicht halb so schwer wie eine konventionelle Betondecke: die „Smart Slab“, zu Deutsch „intelligente Decke“. Die Decke kombiniert die bautechnischen Stärken von Beton mit den flexiblen Gestaltungsmöglichkeiten des 3D-Drucks.

Entwickelt wurde Smart Slab von der Gruppe von Benjamin Dillenburger, Assistenzprofessor für Digitale Bautechnologien an der ETH Zürich. Smart Slab ist eines der Kernelemente der Wohneinheit DFAB HOUSE und wurde vor kurzem im Forschungs- und Innovationsgebäude NEST der Empa und Eawag in Dübendorf montiert.

Die lediglich 15 t schwere Decke setzt sich aus insgesamt elf Betonsegmenten zusammen und verbindet das Untergeschoss mit dem darüber liegenden zweistöckigen Holzbau.

Für die Fabrikation der Schalungselemente entwickelte Dillenburgers Forschungsgruppe eigens eine neue Planungssoftware. Ist die Planung am Computer abgeschlossen, lassen sich die Fabrikationsdaten quasi per Knopfdruck an die Maschinen exportieren.

An dieser Stelle kamen bei Smart Slab gleich mehrere Industriepartner ins Spiel: Einer produzierte die hochaufgelösten 3D-Sanddruckschalungen, welche aus druck- und transporttechnischen Gründen in palettengrosse Abschnitte unterteilt wurden, ein anderer parallel dazu die Holzschalung mittels CNC-Lasercutter. Letztere gibt der oberen Seite der Smart Slab-Decke die Form und spart Hohlräume aus, um Material und Gewicht zu sparen und gleichzeitig Platz für elektrische Leitungen zu schaffen.

Anschliessend kamen die beiden Schalungstypen für die Betonierung bei einer dritten Firma zusammen. Diese spritzte erst den faserverstärkten Beton in die Sanddruckschalungen, um die fein gerippte Oberfläche der unteren Betonschale herzustellen, und goss danach den restlichen Beton in die Holzschalung.

Nach zweiwöchiger Aushärtung waren die elf individuellen Betonsegmente bereit für den Transport zum NEST. Dank der präzisen Planung und Vorfertigung reduzierte sich die Zeit auf der Baustelle auf ein Minimum. Ein Kran hievte die Betonelemente auf die tragende Wand, wo die Vorspannung an Ort und Stelle erfolgte


Quelle und weitere Infos: DFAB-House, ETHZ Zürich, 3druck

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