Materialpool Großbaustelle

Über das Forschungsprojekt Stuttgart 210

Für eine Wand aus Beton braucht es mindestens zwei weitere Wände. Gerade bei nicht standardisierten Bauteilen und Schalungen bedeutet das in der Regel eine Menge Abfall. Die Spezialanfertigungen für den neuen Stuttgarter Hauptbahnhof wollte ein Team von Wissenschaftler*innen, Holzbauverbänden und Holzverarbeitern wiederverwenden. Im Forschungsprojekt Stuttgart 210: Weiterdenken – weiterbauen! wurde von 2022 bis 2024 untersucht, was sich aus den formgebenden Holzelemente bauen lässt.

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Holzschalungen von 28 Kelchstützen

Bauabfälle zu vermeiden, bedeutet auch, beim Neubau auf die Wiederverwendbarkeit von Hilfsmitteln zu achten. Während vielerorts standardisierte Schalelemente für Wände, Stützten und Decken vollkommen ausreichen, erfordern organische Formen mit ihren mehrfach gekrümmten Oberflächen in der Regel Einzelanfertigungen.

Wer einmal Visualisierungen des neuen Stuttgarter Hauptbahnhofs gesehen hat, wird sich an die riesigen offenen Kelchstützen erinnern, die das Tageslicht in die unterirdische Bahnsteighalle leiten. Insgesamt 28 von ihnen wurden in Beton gegossen. Ein 8-Achsen-Roboter fräste die dafür nötigen, dreidimensional geschwungenen Schalungen aus meterdicken Schichten von mehrfach blockverleimtem Brettsperrholz. Rund 5.000 m³ des Holzwerkstoffs wurden verbraucht.

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Wiederverwenden statt verbrennen

Weil sie so speziell sind, hätten diese Schalungen normalerweise nur ein kurzes Leben gehabt. Ein Teil der Bretter wird nach dem Einsatz zu Holzfaserdämmstoff umgewandelt, meist landet sie wegen der anhaftenden Beschichtungen und Betonreste aber in einem Heizkraftwerk, zur sogenannten thermischen Verwertung.

Alternativen zu dieser Praxis entwickelte eine interdisziplinäre Gruppe von der Hochschule für Technik, Wissenschaft und Gestaltung Konstanz, der Hochschule für Technik Stuttgart und der Hochschule Karlsruhe. Zum Projektteam gehörte außerdem die ProHolz Baden-Württemberg. ZÜBLIN Timber und Ed.Züblin stellten die Schalungselemente zur Verfügung. Das Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg finanzierte das im April 2022 gestartete Forschungsprojekt im Rahmen der Holzbau-Offensive BW.

Im Verlauf von zwei Jahren untersuchten die wissenschaftlichen Mitarbeiter*innen, Architekt*innen und Ingenieur*innen verschiedene Möglichkeiten zur Wiederverwendung der Betonschalungen. Neben tragwerksplanerischen, juristischen und ökobilanziellen Fragen galt es auch zu klären, wie die Wiederverwendung praxistauglich wird und welche Herausforderungen beim Upcycling entstehen. Die entworfenen Konzepte sollten durch Partnerschaften mit kommunalen Bauträgern direkte Umsetzung erfahren.

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Reallabor Ingersheim

Das erste von vier geplanten Reallalboren wurde mit der Gemeinde Ingersheim, nördlich von Stuttgart, umgesetzt. Das als Jugendtreff (siehe Bauwerke zum Thema) gedachte Bauwerk entstand im Rahmen eines Workshops nach Plänen der wissenschaftlichen Mitarbeitenden. Studierende schliffen und reinigten die Oberflächen und setzten die Gewölbeschalungen des Hauptbahnhofs neu zusammen. Einige von ihnen waren von der CEPT Ahmedabad und der ITÜ Istanbul angereist, um mitzubauen. 

Die gekrümmten Holzteile bilden einen atmosphärischen Gewölberaum, umgeben von einer Hülle aus neuen Holzrahmen, -planken und -leisten. Die Qualität des Innenraums zeigt, welches Potenzial in dem vermeintlichen Sondermüll steckt. Die komplexen Geometrien wären zu teuer gewesen, wenn es die Elemente nicht schon gegeben hätte.

Fachwissen zum Thema

Für das DFAB House in Dübendorf kam eine Freiformschalung zum Einsatz, die mithilfe des Powder-Binder-Jetting-Verfahren aus Sand hergestellt wurden.

Für das DFAB House in Dübendorf kam eine Freiformschalung zum Einsatz, die mithilfe des Powder-Binder-Jetting-Verfahren aus Sand hergestellt wurden.

Sonderschalungen

Freiformschalungen

Freiformschalungen bestehen in der Regel aus statisch tragenden Grundelementen und 3D-Schalungskörpern. Möglich ist auch die Herstellung von Schalungselementen im 3D-Druckverfahren.

Bei der Umweltverträglichkeit von Schalungsplatten zahlreiche Faktoren wie Langlebigkeit, Nutzungshäufigkeit bis hin zu Entsorgung oder Recycling eine entscheidene Rolle.

Bei der Umweltverträglichkeit von Schalungsplatten zahlreiche Faktoren wie Langlebigkeit, Nutzungshäufigkeit bis hin zu Entsorgung oder Recycling eine entscheidene Rolle.

Grundlagen Schalungen

Umweltverträglichkeit von Schalungen

Neben der Materialwahl spielen bei der Umweltverträglichkeit von Schalungsplatten zahlreiche Faktoren wie Langlebigkeit, Nutzungshäufigkeit bis hin zu Entsorgung oder Recycling eine entscheidende Rolle.

Bauwerke zum Thema

Schalungselemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs bilden das Gewölbe des 2024 errichteten Jugendtreffs Ingersheim, der aus dem Forschungsprojekt 210 hervorging.

Schalungselemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs bilden das Gewölbe des 2024 errichteten Jugendtreffs Ingersheim, der aus dem Forschungsprojekt 210 hervorging.

Bildung/​Kultur

Jugendtreff in Ingersheim

Nördlich von Stuttgart erhielten die Gewölbeschalungen des neuen Hauptbahnhofs ein zweites Leben.

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Robotergestützter Stampflehmbauneu

Das Team rund um Joschua Gosslar forscht und entwickelt seit Ende der 2010er Jahre in Braunschweig den modernen digitalen Stampflehmbau.

Das Team rund um Joschua Gosslar forscht und entwickelt seit Ende der 2010er Jahre in Braunschweig den modernen digitalen Stampflehmbau.

An der TU Braunschweig wird mit großen Schritten an einer praxistauglichen, digitalen Fertigungsmethode für den Massivbau mit Stampflehm gearbeitet. 

Ein zweites Leben für Schalungsbretter

Die mögliche Weiterverwertung von ausgedienten Schalungselementen wird derzeit am Fraunhofer WKI untersucht.

Die mögliche Weiterverwertung von ausgedienten Schalungselementen wird derzeit am Fraunhofer WKI untersucht.

Ausgediente Schalungsbretter könnten zu Holzschaum verarbeitet werden, als Aussparungskörper bei der Betonfertigteilherstellung neue Verwendung finden und dadurch etwa Styropor ersetzen.

Eine Brücke zum Aufklappen

Das Tragwerk der Brücken über den Lahnbach und die Lafnitz für die Fürstenfelder Schnellstraße S7 in Österreich wurde von der Vertikalen in die Horizontale geklappt.

Das Tragwerk der Brücken über den Lahnbach und die Lafnitz für die Fürstenfelder Schnellstraße S7 in Österreich wurde von der Vertikalen in die Horizontale geklappt.

Scheinbar wie von selbst entfaltet sich das aus vorgefertigten Elementen zusammengesetzte Tragwerk. Beim Bau der S7 bei Fürstenfeld kam die Technik erstmals zum Einsatz.

Formflexibles Schalungswerkzeug

Im Rahmen des Forschungsprojekts Flex4Beton wurde der Prototyp eines adaptiven Schalungswerkzeugs geschaffen.

Im Rahmen des Forschungsprojekts Flex4Beton wurde der Prototyp eines adaptiven Schalungswerkzeugs geschaffen.

Der aus einem Forschungsprojekt hervorgegangene Prototyp dient der Herstellung dreidimensional gekrümmter Betonbauteile.

Hauchdünn geschalt

Der Future Tree besetzt den Außenbereich der Erweiterung des Hauptsitzes von Basler & Hofmann im schweizerischen Esslingen.

Der Future Tree besetzt den Außenbereich der Erweiterung des Hauptsitzes von Basler & Hofmann im schweizerischen Esslingen.

Eine nur 1,5 Millimeter starke 3D-gedruckte Schalung formte den Sichtbetonstamm des Future Tree in Esslingen im Kanton Zürich.

Holzpartikel in den Kreislauf

Leichtbauelemente aus Altholzpartikeln entwickelt derzeit ein Forschungsteam an der Universität Kassel.

Leichtbauelemente aus Altholzpartikeln entwickelt derzeit ein Forschungsteam an der Universität Kassel.

Wie sich Holzabfälle im 3D-Druckverfahren zu Leichtbauelementen verwerten lassen, erforscht derzeit ein Team der Universität Kassel gemeinsam mit Buro Happold.

Materialpool Großbaustelle

Wie sich die Schalelemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs wiederverwenden lassen, wurde im Forschungsprojekt Stuttgart 201 untersucht.

Wie sich die Schalelemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs wiederverwenden lassen, wurde im Forschungsprojekt Stuttgart 201 untersucht.

Hochschulen, Verbände und Holzverarbeiter arbeiteten zusammen, um die Wiederverwendung von Schalungselementen des Stuttgarter Hauptbahnhofs zu erforschen.

Mineralschaum als Schalung

Im Rahmen des Forschungsprojeks Foamwork des Instituts Digital Building Technologies (DBT) an der ETH Zürich entstand mithilfe einer neuen Schalungsmethode ein betonsparendes Deckenelement.

Im Rahmen des Forschungsprojeks Foamwork des Instituts Digital Building Technologies (DBT) an der ETH Zürich entstand mithilfe einer neuen Schalungsmethode ein betonsparendes Deckenelement.

Mithilfe von 3D-gedruckten Aussparungelementen aus recycelbarem Material entstand im Rahmen des Forschungsprojekts Foamwork ein Deckenelement, das neue Schalungsmethoden auslotet.

Mit der Kraft der Faltung

Im Forschungsprojekt Unfold Form an der ETH Zürich entwickelte Lotte Scheder-Bieschin eine faltbare, wiederverwendbare Gewölbeschalung.

Im Forschungsprojekt Unfold Form an der ETH Zürich entwickelte Lotte Scheder-Bieschin eine faltbare, wiederverwendbare Gewölbeschalung.

An der ETH Zürich wurden faltbare Holzfächer entwickelt, mit denen sich Betongewölbe schalen lassen, die ohne Bewehrung auskommen.

Recycelbare Schalungen aus Industriewachs

Im Rahmen des Forschungsprojekts "Non-Waste-Wachsschalungen" wird an der TU Braunschweig eine neuartige Schalungstechnologie erprobt

Im Rahmen des Forschungsprojekts "Non-Waste-Wachsschalungen" wird an der TU Braunschweig eine neuartige Schalungstechnologie erprobt

Die Herstellung frei geformter Betonbauteile steht im Zentrum eines Forschungsprojekts an der Technischen Universität...

Schalhaut aus dem 3D-Drucker

Im neuen Hauptsitz der Sächsischen Aufbaubank (SAB) in Leipzig verbindet eine geschwungene Treppe die verschiedenen Geschosse.

Im neuen Hauptsitz der Sächsischen Aufbaubank (SAB) in Leipzig verbindet eine geschwungene Treppe die verschiedenen Geschosse.

Aus Sand gedruckt sind Teile der Schalung für die mehrfach gekrümmten Bauteile einer Treppe in einem Leipziger Bankneubau.

Schalungsfreie Herstellung von Stahlbetonbauteilen

Die Bewehrungskörbe entstehen dank der Mesh-Technologie in einem digitalisierten und automatisierten Vorfertigungsprozess.

Die Bewehrungskörbe entstehen dank der Mesh-Technologie in einem digitalisierten und automatisierten Vorfertigungsprozess.

Durch einen digitalen, automatisierten Prozess können Freiformen und komplexe Strukturen aus Stahlbeton ohne Schalung realisiert werden. Die Technologie wurde an der ETH Zürich entwickelt.

Stahlseilnetz als Schalung

Eine Forschergruppe der ETH Zürich entwickelte eine innovative Dachkonstruktion und testete ihr Ergebnis in einem 1:1-Modell.

Eine Forschergruppe der ETH Zürich entwickelte eine innovative Dachkonstruktion und testete ihr Ergebnis in einem 1:1-Modell.

Keine konventionelle Schalung, sondern ein Lehrgerüst aus Stahlseilen nutzte die Forschergruppe rund um Professor Philippe Block...

PERI Schulungsprogramm

Aktuelles Fachwissen aus der Bau- und Gerüstbaubranche: Seminare zu PERI Systemen, Arbeitssicherheit und betriebswirtschaftlichen Themen.

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