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.
Galerie
Wie sich die Schalelemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs wiederverwenden lassen, wurde im Forschungsprojekt Stuttgart 201 untersucht.
Bild: Andreas Kretzer
01|15
Von den Schalungen wurden per 3D-Druck Modelle erstellt.
Bild: Andreas Kretzer
02|15
In einer Holzverarbeitungsfabrik in Aichach wurden die Schalbretter angefertigt.
Bild: Achim Birnbaum
03|15
Rund 5.000 Kubikmeter Brettschichtholz waren für die Kelchstützen nötig.
Bild: Achim Birnbaum
04|15
Ein 8-Achsen-Roboter fräste die geschwungenen Formen aus dicken Brettschichtholzplatten.
Bild: Achim Birnbaum
05|15
Die Schalbretter sind mehrfach gekrümmt.
Bild: Achim Birnbaum
06|15
Um die vielen Elemente zuordnen zu können, wurden sie im Werk beschriftet.
Bild: Achim Birnbaum
07|15
Eine Beschichtung verhindert eine Reaktion des frischen Zementleims mit dem Holz.
Bild: Achim Birnbaum
08|15
Mit den Elementen wurden die bekannten Kelchstützen des Stuttgarter Hauptbahnhofs geschalt.
Bild: Achim Birnbaum
09|15
Die Schalungselemente sind sehr groß und schwer zu transportieren.
Bild: Achim Birnbaum
10|15
Hier soll einmal der Fußgängertunnels am südlichen Ende des Stuttgarter Bahnhofs verlaufen.
Bild: Achim Birnbaum
11|15
In Ingersheim wurde ein Pilotbau umgesetzt.
Bild: Achim Birnbaum
12|15
Die Studierenden des Bauworkshops befreiten die Holzoberflächen von Beschichtungen und Betonresten.
Bild: Achim Birnbaum
13|15
Das Bauwerk entstand in Kooperation der Gemeinde und dient nun als Jugendtreff.
Bild: Achim Birnbaum
14|15
Die Schalungselemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs bilden das Gewölbe im Inneren des Jugendtreffs.
Bild: Achim Birnbaum
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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.
Galerie
Wie sich die Schalelemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs wiederverwenden lassen, wurde im Forschungsprojekt Stuttgart 201 untersucht.
Bild: Andreas Kretzer
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Von den Schalungen wurden per 3D-Druck Modelle erstellt.
Bild: Andreas Kretzer
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In einer Holzverarbeitungsfabrik in Aichach wurden die Schalbretter angefertigt.
Bild: Achim Birnbaum
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Rund 5.000 Kubikmeter Brettschichtholz waren für die Kelchstützen nötig.
Bild: Achim Birnbaum
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Ein 8-Achsen-Roboter fräste die geschwungenen Formen aus dicken Brettschichtholzplatten.
Bild: Achim Birnbaum
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Die Schalbretter sind mehrfach gekrümmt.
Bild: Achim Birnbaum
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Um die vielen Elemente zuordnen zu können, wurden sie im Werk beschriftet.
Bild: Achim Birnbaum
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Eine Beschichtung verhindert eine Reaktion des frischen Zementleims mit dem Holz.
Bild: Achim Birnbaum
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Mit den Elementen wurden die bekannten Kelchstützen des Stuttgarter Hauptbahnhofs geschalt.
Bild: Achim Birnbaum
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Die Schalungselemente sind sehr groß und schwer zu transportieren.
Bild: Achim Birnbaum
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Hier soll einmal der Fußgängertunnels am südlichen Ende des Stuttgarter Bahnhofs verlaufen.
Bild: Achim Birnbaum
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In Ingersheim wurde ein Pilotbau umgesetzt.
Bild: Achim Birnbaum
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Die Studierenden des Bauworkshops befreiten die Holzoberflächen von Beschichtungen und Betonresten.
Bild: Achim Birnbaum
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Das Bauwerk entstand in Kooperation der Gemeinde und dient nun als Jugendtreff.
Bild: Achim Birnbaum
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Die Schalungselemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs bilden das Gewölbe im Inneren des Jugendtreffs.
Bild: Achim Birnbaum
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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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Wie sich die Schalelemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs wiederverwenden lassen, wurde im Forschungsprojekt Stuttgart 201 untersucht.
Bild: Andreas Kretzer
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Von den Schalungen wurden per 3D-Druck Modelle erstellt.
Bild: Andreas Kretzer
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In einer Holzverarbeitungsfabrik in Aichach wurden die Schalbretter angefertigt.
Bild: Achim Birnbaum
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Rund 5.000 Kubikmeter Brettschichtholz waren für die Kelchstützen nötig.
Bild: Achim Birnbaum
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Ein 8-Achsen-Roboter fräste die geschwungenen Formen aus dicken Brettschichtholzplatten.
Bild: Achim Birnbaum
05|15
Die Schalbretter sind mehrfach gekrümmt.
Bild: Achim Birnbaum
06|15
Um die vielen Elemente zuordnen zu können, wurden sie im Werk beschriftet.
Bild: Achim Birnbaum
07|15
Eine Beschichtung verhindert eine Reaktion des frischen Zementleims mit dem Holz.
Bild: Achim Birnbaum
08|15
Mit den Elementen wurden die bekannten Kelchstützen des Stuttgarter Hauptbahnhofs geschalt.
Bild: Achim Birnbaum
09|15
Die Schalungselemente sind sehr groß und schwer zu transportieren.
Bild: Achim Birnbaum
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Hier soll einmal der Fußgängertunnels am südlichen Ende des Stuttgarter Bahnhofs verlaufen.
Bild: Achim Birnbaum
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In Ingersheim wurde ein Pilotbau umgesetzt.
Bild: Achim Birnbaum
12|15
Die Studierenden des Bauworkshops befreiten die Holzoberflächen von Beschichtungen und Betonresten.
Bild: Achim Birnbaum
13|15
Das Bauwerk entstand in Kooperation der Gemeinde und dient nun als Jugendtreff.
Bild: Achim Birnbaum
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Die Schalungselemente des Stuttgarter Hauptbahnhofs bilden das Gewölbe im Inneren des Jugendtreffs.
Bild: Achim Birnbaum
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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.
Bild: Digital Building Technologies (dbt), ETH Zürich / Andrei Jipa (via voxeljet, Friedberg)
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.
Bild: Peri, Weißenhorn
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.
Bild: Achim Birnbaum
Bildung/Kultur
Jugendtreff in Ingersheim
Nördlich von Stuttgart erhielten die Gewölbeschalungen des neuen Hauptbahnhofs ein zweites Leben.
Das Team rund um Joschua Gosslar forscht und entwickelt seit Ende der 2010er Jahre in Braunschweig den modernen digitalen Stampflehmbau.
Bild: Joschua Gosslar/TU Braunschweig
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.
Bild: HABAU Deutschland
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.
Bild: TU Wien
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.
Bild: Andreas Fraundorfer / Hochschule München
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.
Bild: Joris Burger / Gramazio Kohler Research, ETH Zürich
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.
Bild: EDEK, 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.
Bild: Andreas Kretzer
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.
Bild: Digital Building Technologies (DBT), ETH Zürich / Foto: Patrick Bedarf
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.
Bild: Lotte Scheder-Bieschin / ETH Zürich, BRG
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
Bild: ITE, Technische Universität Braunschweig
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.
Bild: Doka, Maisach
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.
Bild: MESH, Zürich
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.
Bild: Michael Lyrenmann, Zürich
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.