{"id":397072,"date":"2022-08-31T06:30:00","date_gmt":"2022-08-31T04:30:00","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=397072"},"modified":"2022-08-31T06:30:00","modified_gmt":"2022-08-31T04:30:00","slug":"effizient-konstruierte-3d-druck-bruecke-koennte-die-co2-emissionen-im-betonbau-reduzieren","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/effizient-konstruierte-3d-druck-bruecke-koennte-die-co2-emissionen-im-betonbau-reduzieren\/","title":{"rendered":"Effizient konstruierte 3D-Druck Br\u00fccke k\u00f6nnte die CO2-Emissionen im Betonbau reduzieren"},"content":{"rendered":"\n<p>Die 3D-gedruckte Betonbr\u00fccke einer schweizerisch-\u00f6sterreichischen Partnerschaft wurde von der Jury der britischen Architekturzeitschrift <em><a href=\"https:\/\/www.architectsjournal.co.uk\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">The Architects\u2019 Journal<\/a> <\/em>einstimmig zum ersten Preistr\u00e4ger der<a href=\"https:\/\/www.architectsjournal.co.uk\/news\/aj100-innovation-of-the-year-2022-winner-revealed\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\"> AJ100-Innovation des Jahres<\/a> gew\u00e4hlt. Die Jury lobte die leichte Konstruktion, die Verschwendung vermeidet. Und das Beste daran ist: Man kann die Br\u00fccke auch auseinandernehmen und an anderer Stelle wieder aufbauen.<\/p>\n\n\n\n<p>Die 3D-Druck Br\u00fccke aus Beton wurde als <a href=\"https:\/\/www.striatusbridge.com\/\">Projekt Striatus<\/a> f\u00fcr die <em>Architektur-Biennale<\/em> in Venedig errichtet und war bis November 2021 in den <em>Giardini della Marinaressa<\/em> ausgestellt. &#8216;Striatus&#8217; bedeutet im Lateinischen soviel wie \u201amit Rillen versehen\u2018 und ist auf die produktionsbedingte Oberfl\u00e4chenstruktur von Beton 3D-Druck bezogen.<\/p>\n\n\n\n<p>Es handelt sich um eine Fu\u00dfg\u00e4ngerbr\u00fccke, die sich in gew\u00f6lbter Form \u00fcber eine Fl\u00e4che von 16 mal 12 Meter spannt. Charakteristisch f\u00fcr die Form ist eine beidseitige Gabelung, wodurch die Br\u00fccke vier Zug\u00e4nge hat. Um die Steigung begehbar zu machen, sind die Zug\u00e4nge mit Holztreppen organisiert. Die Br\u00fccke ist eine Antwort auf die massiven CO2-Emissionen im Betonbau und wurde nach den Grunds\u00e4tzen \u201aReduzieren, Wiederverwenden und Recyceln\u2018 entworfen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Bauweise aus der Antike<\/h2>\n\n\n\n<p>Revolution\u00e4r an der 3-Druck Br\u00fccke ist die Kombination einer traditionellen Technik mit fortschrittlichen Computerdesign-, Ingenieur- und Roboterfertigungstechnologien. Das Br\u00fcckengew\u00f6lbe basiert auf einer traditionellen Bauweise, wie sie schon in der Antike angewendet wurde. Man denke an den Kuppelbau des <em><a href=\"https:\/\/de.wikipedia.org\/wiki\/Pantheon_(Rom)\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Pantheon<\/a><\/em> in Rom. Die B\u00f6gen wurden mit Hilfe von Methoden definiert, die urspr\u00fcnglich f\u00fcr die statische Bewertung historischer Gew\u00f6lbe aus Mauerwerk entwickelt wurden. Beispiele daf\u00fcr sind Grenzwertanalyseverfahren, Gleichgewichtsmethoden sowie Schubnetzwerkanalyse.<\/p>\n\n\n\n<p>An der Konstruktion der 3D-Druck Br\u00fccke waren die <em><a href=\"https:\/\/block.arch.ethz.ch\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Block Research Group<\/a><\/em> (BRG) der <em><a href=\"https:\/\/ethz.ch\/de.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">ETH Z\u00fcrich<\/a><\/em> und die <em><a href=\"http:\/\/www.zha-code-education.org\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Zaha Hadid Architects Computation and Design Group<\/a><\/em> (ZHACODE) beteiligt. Die Umsetzung erfolgte in Zusammenarbeit mit dem Innsbrucker Spin-off <em><a href=\"https:\/\/www.incremental3d.eu\/de.html\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">incremental3D<\/a><\/em> (in3D) und dem Baustoffproduzenten <em><a href=\"https:\/\/www.holcim.ch\/de\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Holcim<\/a><\/em>. Das Lob der Jury: &#8220;Architekten neigen dazu, Innovation mit Apps gleichzusetzen &#8230; Was mir daran gef\u00e4llt, ist, dass es sich um eine voll integrierte Sichtweise handelt, die von der Materialit\u00e4t \u00fcber Druckstrukturen bis hin zur \u00c4sthetik reicht und insgesamt eine massive Senkung der Materialkosten verspricht.\u201d<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" src=\"https:\/\/archive.ioplus.nl\/wp-content\/uploads\/2022\/08\/Striatus_BRG-ZHA_\u00a9naaro_6-1004x669.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-397073\"\/><figcaption>3D-Druck Br\u00fccke Striatus (c) Naaro<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Au\u00dferordentliche Effizienz<\/h2>\n\n\n\n<p>\u201eDie au\u00dferordentliche Effizienz der Konstruktion erkl\u00e4rt sich aus dem additiven Fertigungsverfahren,\u201c so Johannes Megens, Co-Gr\u00fcnder von <em>in3D<\/em> in Innsbruck. Er war mit seinem Unternehmen an der Entwicklung der neuartigen Betondruck-Technik beteiligt. 3D-Druck erm\u00f6gliche es, die Form zu optimieren. Die strukturelle Tiefe der Bauteile kann ohne massiven Querschnitt erreicht werden. Es werde nur dort Material eingesetzt, wo es strukturell notwendig ist. Dadurch sei die ben\u00f6tigte Materialmenge im Vergleich zum Gie\u00dfen oder zu subtraktiven Herstellungsmethoden geringer. Zu den subtraktiven Fertigungsmethoden z\u00e4hlen Schleifen, Fr\u00e4sen und Drehen. Der 3D-Druck von Beton kann den Materialverbrauch theoretisch um bis zu 70 Prozent senken.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-embed is-type-video is-provider-youtube wp-block-embed-youtube wp-embed-aspect-16-9 wp-has-aspect-ratio\"><div class=\"wp-block-embed__wrapper\">\n<iframe loading=\"lazy\" title=\"Introducing Striatus - the first of its kind 3D concrete printed arched bridge\" width=\"1290\" height=\"726\" src=\"https:\/\/www.youtube.com\/embed\/bFZrTS0RsY4?feature=oembed\" frameborder=\"0\" allow=\"accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share\" referrerpolicy=\"strict-origin-when-cross-origin\" allowfullscreen><\/iframe>\n<\/div><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">53 individuelle Bauteile<\/h2>\n\n\n\n<p>In der Kombination von traditioneller Bauweise und innovativem 3D-Betondruck, wurde eine Tragf\u00e4higkeit erreicht, die man dem schlanken Designs nicht ansieht. Zur\u00fcckzuf\u00fchren ist dies auf 53 individuell konstruierte Bauteile, von denen jedes eine spezifische Geometrie und eine vorab definierte Position hat. Die Druckkr\u00e4fte innerhalb der Tragstruktur entstehen durch die Geometrie und die Bauteile selbst, erkl\u00e4rt Megens. \u201eBeton kann als Kunststein betrachtet werden, der unter Druck am besten funktioniert. In Bogen- und Gew\u00f6lbestrukturen kann das Material genau so platziert werden, dass die Kr\u00e4fte in reiner Kompression auf die St\u00fctzen \u00fcbertragen werden\u201c, so Megens.<\/p>\n\n\n\n<blockquote class=\"wp-block-quote is-layout-flow wp-block-quote-is-layout-flow\"><p>Beton kann als Kunststein betrachtet werden, der unter Druck am besten funktioniert. In Bogen- und Gew\u00f6lbestrukturen kann das Material genau so platziert werden, dass die Kr\u00e4fte in reiner Kompression auf die St\u00fctzen \u00fcbertragen werden.<\/p><cite>Johannes Megens, Co-Gr\u00fcnder Incremental3D<\/cite><\/blockquote>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Trockenmontage<\/h2>\n\n\n\n<p>Um die horizontale Schubkraft des Gew\u00f6lbes einzufangen, bedarf es eines massiven Fundaments. Das <a href=\"https:\/\/www.striatusbridge.com\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">Pionierprojekt <em>Striatus<\/em><\/a> war jedoch nur eine vor\u00fcbergehende Installation. Deshalb wurde diese Funktion von fragmentarischen Elementen \u00fcbernommen, die mit Stahlzugbanden verbunden waren. M\u00f6rtel braucht es f\u00fcr den Aufbau der 3D-Druck Br\u00fccke keinen. Die Bl\u00f6cke wurden trockenmontiert. Zwischen den Bl\u00f6cken werden Neoprenp\u00f6lster angebracht, um lokale Unebenheiten auszugleichen und lokale Spannungskonzentrationen zu vermeiden. Eine Methode, die an die Verwendung von Bleiplatten oder Weichm\u00f6rtel im historischen Mauerwerksbau erinnert.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n<div class=\"vlp-link-container vlp-layout-basic wp-block-visual-link-preview-link\"><a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/europas-erste-industrielle-3d-betondruckerei-befindet-sich-in-eindhoven\/\" class=\"vlp-link\" title=\"Europas erste industrielle 3D-Betondruckerei befindet sich in Eindhoven\"><\/a><div class=\"vlp-layout-zone-side\"><div class=\"vlp-block-2 vlp-link-image\"><\/div><\/div><div class=\"vlp-layout-zone-main\"><div class=\"vlp-block-0 vlp-link-title\">Europas erste industrielle 3D-Betondruckerei befindet sich in Eindhoven<\/div><div class=\"vlp-block-1 vlp-link-summary\">Die erste kommerzielle, industrielle 3D-Betondruckerei in Europa wurde heute Morgen in Eindhoven offiziell er\u00f6ffnet. Weber Beamix und BAM Infra werden hier mit dem 3D-Druck von &hellip; <a href=\"\">Continued<\/a><\/div><\/div><\/div>\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">3D-Betondruck-Technik<\/h2>\n\n\n\n<p>Im konventionellen Betonbr\u00fcckenbau wird Stahlbewehrung eingesetzt, um die Tragf\u00e4higkeit zu erh\u00f6hen. Beton aus dem 3D-Drucker ist noch nicht bewehrbar \u2013 auch wenn es schon erste Ans\u00e4tze gibt. Durch die traditionelle Bauweise und die eigens entwickelte 3D-Drucktechnik ist die notwendige Steifigkeit gegeben und die Bewehrung kann entfallen. Das sei insofern gut, als die CO2-Belastung durch die Bewehrung gro\u00df ist, erkl\u00e4rt Megens. Dessen Produktion l\u00e4sst pro Masseneinheit mehr als zehnmal so viel Kohlenstoff entstehen, wie Standardbeton.<\/p>\n\n\n\n<p>Bei der von <em>in3D<\/em> entwickelten 3D-Betondruck-Technik werden die Bl\u00f6cke in Schichten und im rechten Winkel zu den wichtigsten strukturellen Kr\u00e4ften gedruckt, um Kompression zu erzeugen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Geringe Bauzeit<\/h2>\n\n\n\n<p>Insgesamt dauerte der Bau der 3D-Druck Br\u00fccke, einschlie\u00dflich des Gie\u00dfens des Fundaments, der Montage sowie der Installation der Holztreppen und des Decks, nur 35 Tage. Der 3D-Betondruck geht relativ schnell. So dauerte die Herstellung aller 53 Bl\u00f6cke nur 84 Stunden. Beim Pionierprodukt mussten die Bl\u00f6cke noch in kontrollierter Umgebung gedruckt werden, weil es eine bestimmte Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit braucht. Allerdings gebe es schon die Diskussion, mobile Produktformen zu entwickeln, die lokal produziert werden k\u00f6nnen. Denn dann w\u00fcrden die Transportkosten entfallen und die CO2-Emissionen sinken.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Wiederverwenden und recyceln<\/h2>\n\n\n\n<p>Interessanter Nebeneffekt der Gew\u00f6lbebauweise ist die leichte Abbaubarkeit. Wobei der Abbau gleich erfolgt wie der Aufbau. Man hebt die Br\u00fccke leicht an, damit sich die Bl\u00f6cke l\u00f6sen und leicht entfernen lassen. Dadurch k\u00f6nnte die Br\u00fccke andernorts neu aufgebaut werden. Die Konstruktion gew\u00e4hrleistet, dass die 3D-Bl\u00f6cke w\u00e4hrend ihrer Nutzung geringer Belastung ausgesetzt sind. Die strukturelle Integrit\u00e4t bleibt gewahrt. Die externen Verbindungselemente sind gut zug\u00e4nglich und k\u00f6nnen leicht gewartet werden. Das f\u00fchrt zu einer l\u00e4ngeren Lebensdauer der gesamten Struktur.<\/p>\n\n\n\n<p>Durch den Wegfall der Stahlbewehrung besteht die 3D-Druck Br\u00fccke ausschlie\u00dflich aus dem Werkstoff Beton. Die Bl\u00f6cke k\u00f6nnen also problemlos gebrochen und recycelt werden.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n<div class=\"vlp-link-container vlp-layout-basic wp-block-visual-link-preview-link\"><a href=\"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/umwelt-und-ressourcenschonende-beton-bauweise-fuer-tunnelroehren\/\" class=\"vlp-link\" title=\"Umwelt- und ressourcenschonende Beton-Bauweise f\u00fcr Tunnelr\u00f6hren\"><\/a><div class=\"vlp-layout-zone-side\"><div class=\"vlp-block-2 vlp-link-image\"><\/div><\/div><div class=\"vlp-layout-zone-main\"><div class=\"vlp-block-0 vlp-link-title\">Umwelt- und ressourcenschonende Beton-Bauweise f\u00fcr Tunnelr\u00f6hren<\/div><div class=\"vlp-block-1 vlp-link-summary\">Eine neu entwickelte Methode erm\u00f6glicht eine umwelt- und ressourcenschonende Beton-Bauweise f\u00fcr Tunnelr\u00f6hren. Die Integration von Metall erm\u00f6glicht eine schlankere Konstruktion der Tunnelr\u00f6hren.<\/div><\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Die 3D-gedruckte Betonbr\u00fccke einer schweizerisch-\u00f6sterreichischen Partnerschaft wurde von der Jury der britischen Architekturzeitschrift The Architects\u2019 Journal einstimmig zum ersten Preistr\u00e4ger der AJ100-Innovation des Jahres gew\u00e4hlt. Die Jury lobte die leichte Konstruktion, die Verschwendung vermeidet. Und das Beste daran ist: Man kann die Br\u00fccke auch auseinandernehmen und an anderer Stelle wieder aufbauen. 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