Wissenschaftler der ETH Zürich haben mit neuartigen Design- und Fabrikationsmethoden einen Prototyp für ein ultra-dünnes und stark gewelltes Betondach gebaut. Nächstes Jahr wird die Methode zum ersten Mal an einem echten Gebäude eingesetzt.

Foto: © Block Research Group, ETH Zürich / Michael Lyrenmann

Eine neue Konstruktionsmethode für ein selbsttragendes und doppelt gekrümmtes Schalendach wurde von Forschern der Block Research Group zusammen mit dem Architekturbüro supermanoeuvre entwickelt und an einem Prototyp im Maßstab 1:1 erprobt. Der Prototyp mit 7,5m Höhe und einer eine Fläche von 162 m² wurde mithilfe modernster Computer- und Herstellungstechniken gefertigt. Er stellt einen wichtigen Meilenstein für das Projekt dar. "Wir haben bewiesen, dass es möglich ist, ein leichtes und flexibles Schalensystem für Beton zu bauen und dass komplexe Betonstrukturen ohne großen Materialaufwand möglich sind", gibt sich Architekturprofessor Philippe Block zufrieden.

Anstatt auf herkömmliche Schalungen aus Holz oder Kunststoff, setzten die Forscher auf ein Netz aus Stahlseilen, das in einer Gerüstkonstruktion aufgespannt wird. Auf dieses Netz wird ein Textil aus Polymer gespannt, das dem Beton als Schalung dient. Das Drahtseil-Netz ist so konzipiert, dass es unter dem Gewicht des nassen Betons die gewünschte Form annimmt. Gemeinsam mit Holcim Schweiz definierten die Wissenschaftler die richtige Betonmischung, die flüssig genug sein musste, um aufgespritzt werden zu können und zähflüssig genug, um auch an den vertikalen Stellen haften zu bleiben. Das Schalendach besteht aus mehreren Schichten und kann thermisch aktiviert werden. Auf der inneren Betonlage kommen die Heiz- und Kühlschlangen zu liegen sowie eine Isolationsschicht. Gegen außen schließt eine weitere Betonschicht das Dach ab, auf dieser werden Dünnschicht-Solarzellen angebracht.

Die Vorteile der neuen Konstruktionsmethode auf einen Blick:

• Einsparung an Baumaterial
• Einzelne Komponenten der Dachkonstruktion lassen sich beliebig oft wiederverwenden.
• Lösungen für die wirtschaftliche Herstellung neuer Design-Formen
• Bereits während des Betonierens des Dachs bleibt die Fläche darunter frei und somit können Bauarbeiten im Gebäudeinneren zeitgleich stattfinden.

Die Pressemitteilung der ETH Zürich und ein Video zur Herstellung des Prototyps finden Sie hier.