Neue Leichtigkeit

Stahlbeton steht global gesehen an der Spitze der meistverwendeten Baumaterialien. Und das, obwohl sich die Klimabilanz des Werkstoffs leider alles andere als positiv zeigt. Ein Team der Technischen Universität Dresden machte es sich zur Aufgabe, das zu ändern. Im Zuge einer materialwissenschaftlichen Forschung entstand daraus in Kooperation mit dem Architekturbüro HENN das weltweit erste Gebäude aus Carbonbeton: CUBE.

Der pavillonartige Baukörper befindet sich im Herzen des Universitätscampus auf dem Fritz-Foerter-Platz. Er beinhaltet auf 243 Quadratmetern ein Labor, Büro und Veranstaltungsbereiche der TU Dresden und ist als Modellprojekt Teil des – vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten – Projekts „C3 – Carbon Concrete Composite“. Als erstes Carbonbeton-Gebäude soll CUBE potenzielle Anwendungsbereiche des innovativen Werkstoffs und positive Auswirkungen für den Bausektor aufzeigen.

Anstelle der klassischen Stahlbewehrung kommen beim Carbonbeton Matten bzw. Stäbe aus Kohlenstofffasern zum Einsatz. Diese bieten gegenüber Stahl den Vorteil, dass sie nicht nur korrosionsbeständig und deutlich leichter sind, sondern auch eine 4- bis 6-fach höhere Zugfestigkeit aufweisen. Gleichzeitig benötigt das innovative Material weniger Beton und reduziert so das Gesamtgewicht im Vergleich zu Stahlbeton auf bis zu ein Viertel. Auf diese Weise führt Carbonbeton zu CO2-Einsparungen und erleichtert außerdem sowohl Transport als auch Einbau.

Der experimentelle Bau wurde in Zusammenarbeit zwischen dem Institut für Massivbau an der TU Dresden unter der Leitung von Professor Manfred ­Curbach und einem Expertenteam aus verschiedenen Fachbereichen von HENN entwickelt. Parallel arbeiteten die Projektbeteiligten dabei am Entwurf und testeten die Gestaltungsoptionen auf ihre technische Realisierbarkeit. Das Ergebnis ist mit CUBE ein kompaktes Volumen mit einem zentralen Twist. Es wurde mithilfe von Halbfertigteilen und Spritzbeton umgesetzt und rückt die Materialeigenschaften in den Mittelpunkt. Dach und Wände des Baus gehen dank der textilen Struktur der Carbonfasern fließend und fugenlos ineinander über. Auf eindrucksvolle Weise demonstrieren die elegant gekrümmten Betonschalen die formale Flexibilität und Gestaltungsfreiheit des Werkstoffs.

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Im Gegensatz zu den Doppelwandsystemen herkömmlicher Stahlbetonkonstruktionen mit durchschnittlich 40 bis 44 cm konnte man die Wandstärken auf effiziente 27 cm minimieren. Trotz des dünnen, materialschonenden Aufbaus beinhalten die Wände außerdem einen besonderen Clou: In Form von integrierten, elektrischen Heizungen und Steuerungstechnik nutzte man mit der Leitfähigkeit der Carbongitter eine weitere Qualität des Materials. Großflächige Verglasungen sowie ein langgezogenes Oberlicht in der geschwungenen Decke komplettieren den zukunftsweisenden Baukörper. Sie bringen reichlich Tageslicht ins Innere, setzen die auffällige Geometrie von CUBE gekonnt in Szene und machen Lust auf mehr Carbonbeton-Architektur.

Text: Edina Obermoser
Fotos: Stefan Müller, Stefan Gröschel