3D-Druck von Beton

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3D-Druck von Beton

In einem interaktiven Projekt entwickelten Forscher der TU Dresden ein additives Fertigungsverfahren, mit dem sich Beton direkt auf der Baustelle drucken lässt. Dafür erhielten sie den bauma Innovationspreis in der Kategorie Forschung. Von Christoph Berger

Noch handelt es sich um eine Untersuchung über die Machbarkeit. Doch sollte die Entwicklung der Forscher der Fakultäten des Maschinenwesens und des Bauingenieurwesens der TU Dresden von Erfolg gekrönt sein, dann werden mit ihrer Hilfe Materialeinsparungen und Produktivitätssteigerungen die Baukosten signifikant senken. Im Rahmen des Forschungsprojekts entwickelten sie die Technologie „CONPrint3D“. Mit ihr soll der 3D-Druck von Beton direkt auf die Baustelle gebracht werden. In dem Prozess wird auf Basis von digitalen 3D-Konstruktionsdaten der Baustoff schichtweise aufgebracht und abgelagert. Schließlich entsteht so das Bauwerk. Diese Technik wird auch additives Fertigungsverfahren genannt. Um an dieses Ziel zu gelangen, definierten die Forscher drei Arbeitsschwerpunkte: Es brauchte erstens die Entwicklung eines schnellerstarrenden Frischbetons, der für den 3D-Druck geeignet ist und der in Bezug auf seine Festigkeitseigenschaften im erhärteten Zustand mit konventionellen Baustoffen konkurrieren kann. Zweitens waren Untersuchungen zum Einsatz eines Druckkopfes zum gezielten Ausbringen des Frischbetons und Untersuchungen zur Nutzung vorhandener Maschinentechnik zur automatisierten Führung des Druckkopfes im Sinne der Großraumrobotik notwendig. Und schließlich muss die Technik auch den rechtlichen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen Rechnung tragen können. Die Lösung fand man in einem Druckkopf, der geometrisch präzise mithilfe eines Großraumroboters – zum Beispiel einer Autobetonpumpe – geführt wird. Die Steuerung des gesamten Prozesses erfolgt über Datentypen, die vor allem Geometrie- und Stoffdaten enthalten und aus speziell aufbereiteten Bauwerksmodellen generiert werden. Hintergrund der Technologie ist die Tatsache, dass es durch die herkömmliche Verarbeitung von Beton – das Betonvolumen von Transportbeton in Deutschland beträgt laut den Wissenschaftlern jährlich 46 Millionen Kubikmeter (2014) – zu einem sehr hohen Aufwand für Gerüst- und Schalungsarbeiten kommt. Da es sich bei Schalungen meist um Wegwerfprodukte handelt, führt dies zu einem immensen Rohstoffverbrauch und damit einhergehenden hohen Personalkosten. Daher machten sich die Forscher auf die Suche nach einer schalungsfreien Betontechnologie. Ein weiterer Vorteil in dem additiven Fertigungsverfahren liegt in den neuen Möglichkeiten der Gebäudegestaltung für Architekten: Ihnen stehen mit der Technologie bisher nicht umsetzbare Bauformen zur Verfügung.

Konzerthaus für den perfekten Klang

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Konzerthaus für den perfekten Klang

Eine lange Bauzeit, hohe Kosten: Der Bau der Hamburger Elbphilharmonie hat für einige Negativschlagzeilen gesorgt. Doch nun steht der prächtige Konzertbau im Hamburger Hafen vor der Eröffnung. Die Skepsis weicht. Vor allem bei den Musikern stellt sich die Vorfreude auf ein Konzertgebäude mit exzellenter Akustik ein. Von André Boße

Die Ausgangsbasis für die Hamburger Elbphilharmonie ist ein alter Hafen-Speicher aus dem Jahr 1875. Der Kaiserspeicher mit einer Lagerfläche von 19.000 Quadratmetern war eines der größten Gebäude dieser Art im Hafen. Zudem war er der einzige Speicher, der direkt von Seeschiffen angefahren werden konnte. Im Zweiten Weltkrieg wurde der Bau weitgehend zerstört, 1963 wurde er gesprengt. An seine Stelle rückte ein Kaispeicher, der im Laufe der 90er-Jahre für den Hafen an Bedeutung verlor und schließlich leer stand. Daraufhin beauftragte der Hamburger Projektentwickler Alexander Gérard die Architekten Herzog & de Meuron mit einer ersten Skizze für ein neues Konzerthaus auf dem Dach des alten Kaispeichers. 2007 beschloss die Hamburger Bürgerschaft den Bau der Elbphilharmonie, noch im gleichen Jahr wurde der Grundstein gelegt. Für den Bau wurde zunächst der Kaispeicher komplett entkernt, bevor auf ihm die Elbphilharmonie mit 17 Stockwerken errichtet wurde. Direkt über dem alten Speicher begann die Montage der charakteristischen Glasfassade. 2011 kam es aufgrund von Konflikten zu einer vorrübergehenden Einstellung der Arbeiten an dem Konzerthaus. Nach rund einem Jahr Pause nahmen die Gewerke den Bau 2012 wieder auf. Im April 2013 erfuhr das Projekt Elbphilharmonie eine Neuordnung. Der Innenausbau schritt daraufhin wieder voran. Der Termin für die Eröffnung wurde jedoch mehrfach nach hinten verschoben. Auch die Kosten stiegen in Folge der notwendigen Änderungen und Verzögerungen. Das Angebot des Konsortiums Admanta von 2006 belief sich auf 241 Millionen Euro. 2013 verkündete Oberbürgermeister Olaf Scholz, dass die Elbphilharmonie nunmehr 789 Millionen Euro kosten soll.
Dokumentation des Baus auf NDR. Die Dreharbeiten dauerten elfeinhalb Jahre.
Anfang 2014 findet die letzte Glasscheibe ihren Platz: Fünf Monteure befestigten das letzte von 1100 Glaselementen am Rand des geschwungenen Gebäudedachs. Die Elementfassade ist damit geschlossen, die Elbphilharmonie äußerlich fertiggestellt. Zuletzt entstand zwischen dem alten Speicher und dem neuen Glasaufbau die rund 4000 Quadratmeter große öffentlich zugängliche Plaza: Durch große s-förmig gebogene Glaselemente können die Besucher an zwei Stellen die „Außenplaza“ als Rundgang betreten, einen 360 Grad-Rundgang. Am 31. Oktober 2016 fand die feierliche Abnahme durch die Stadt Hamburg von Hochtief statt. Die Elbphilharmonie wurde daraufhin mit dem Schriftzug „Fertig“ beleuchtet. Infos zum Programm und zum Bau unter: www.elbphilharmonie.de

Interview mit Thomas Hengelbrock – Chefdirigent des NDR Elbphilharmonie Orchesters

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Interview mit Thomas Hengelbrock – Chefdirigent des NDR Elbphilharmonie Orchesters

Am 11. Januar 2017 ist es endlich soweit: Das Eröffnungskonzert bestreitet das NDR Elbphilharmonie Orchester unter der Leitung von Thomas Hengelbrock. Im Interview erklärt der Chefdirigent, warum sich das Warten auf die Fertigstellung gelohnt hat, was eine exzellente Bauakustik auszeichnet und warum Bauingenieure schon immer im Spannungsfeld zwischen Baukunst und Skepsis standen. Die Fragen stellte André Boße

Herr Hengelbrock, wenn wir bei einem Konzertsaal von einer guten oder schlechten Akustik sprechen, welche Indikatoren spielen dann eine Rolle? Vereinfacht gesagt: Wenn sich ein Kammerorchesterdarin genauso gut anhört wie ein großes Sinfonieorchester. Es kommt auf das Zusammenspiel zahlreicher Faktoren an: Zunächst müssen die Entstehung, Verschmelzung und Fülle des Klanges perfekt austariert sein. Weiterhin sind Transparenz, Lautstärkenentwicklung, Klangverlauf und Nachhall wichtige Indikatoren. Auf der Bühne müssen sich die Musiker gut hören können, der Kontakt zwischen den einzelnen Stimm- und Instrumentengruppen muss gegeben sein. Der Nachhall sollte in einem Opernhaus oder Konzertsaal bei 1,5 bis 2 Sekunden liegen. Zum Vergleich: In großen Kirchen ist er oft über fünf Sekunden lang. Ist der Nachhall besonders kurz, wirkt der Raum „tot“. All das ist Physik – ein sehr spannendes Feld, wie ich finde.

Zur Person

Thomas Hengelbrock, am 9. Juni 1958 in Wilhelmshaven geboren, studierte Violine und startete seine Musiker-Laufbahn als Violinist. In den 1990er Jahren gründete er den Balthasar Neumann-Chor sowie das Balthasar Neumann-Ensemble. Bei den Bayreuther Festspielen debütierte er 2011 mit Wagners „Tannhäuser“. Als Chefdirigent des NDR Elbphilharmonie Orchesters „beflügelt er Hamburg“ und „lockt immer neue Wunder aus dem Orchester hervor“, wie das Hamburger Abendblatt schrieb. Vier CD-Einspielungen mit Sinfonien von Mahler, Dvorák, Mendelssohn, Schumann und Schubert sind bisher erschienen; Tourneen führten Dirigent und Orchester durch Deutschland, Europa und Asien. Aufgrund seines Engagements in der Musikvermittlung wurde Thomas Hengelbrock 2016 der Herbert von Karajan-Musikpreis verliehen.
Welche Hoffnung verbinden Sie mit der Elbphilharmonie? Nach der Probenpremiere im Großen Saal der Elbphilharmonie kann ich sagen, dass das Akustikkonzept allen Kostendiskussionen, Eröffnungsterminverschiebungen und Zweifeln zum Trotz voll aufgegangen ist: Der Raum ist transparent und gibt die einzelnen Instrumentenfarben trennscharf wieder. Er entwickelt einen sehr warmen, dennoch brillanten Klang im Publikum, er funktioniert aber auch im Bühnenraum. Mir persönlich verschafft das die luxuriöse Situation, mich vollendsauf die Interpretation konzentrieren zu können – denn es ist einfach jeder zu hören. Ich bin mir sicher, dass die Elbphilharmonie schon bald in die Liga der besten Säle der Welt eingereiht wird. Gibt es in der Elbphilharmonie bauliche Ideen und Innovationen, die Sie mit Blick auf die Akustik für besonders gelungen halten? Die größte Errungenschaft ist für mich die gelungene Verbindung aus der baulich bedingten hervorragenden Sicht mit einer fantastischen Akustik. Die wichtigste Entscheidung fiel mit der Wahl der terrassenförmigen Anordnung der Ränge, die eher an Weinberge erinnern als an die herkömmlichen Schuhkartons. Das funktioniert einfach fantastisch. Daneben begeistert mich auch die ästhetische Wirkung der Umsetzung: Nicht nur von außen hat die Elbphilharmonie eine einzigartige Aura, sondern auch von innen: Die gedeckten Farben und die phänomenale Beleuchtung verleihendem Saal trotz seiner Größe eine gewisse Intimität, man fühlt sich sehr geborgen. Sind Sie beim Aufbau einer Bühne kompromissbereit? Bei Konzertveranstaltern eilt mir ja schon länger der Ruf voraus, beim Aufbau der Bühne keine Kompromisse einzugehen. Nach meinem Ideal muss die Bühne nach hinten hin sukzessiv ansteigen. Das hat einerseits klangliche Gründe: Ein gestufter Aufbau und hohe Chorpodeste im Halbkreis erzeugen konzentrierten Klang und verhindern, dass der Chor vom Orchester übertönt wird. Aber es geht auch um das Publikum: Von jedem Platz im Publikum aus sollten Chor und Orchester zu sehen sein. Und genau das wurde im Großen Saal der Elbphilharmonie realisiert. Jeder Sitzplatz hat seine individuelle Sicht. Und wenn Sie ganz oben sitzen, ist die Perspektive einfach atemberaubend. Wie häufig haben Sie die Baustelle der Elbphilharmonie besucht und was hat Sie dort beim Betrachten des Gebäudes beim Entstehen besonders fasziniert? In den vergangenen Wochen und Monaten war ich häufig auf der Baustelle und habe mehrere Hafenrundfahrten gemacht, um mich dem Bauwerk von jeder Perspektive aus zu nähern. Dabei ist mir die Bedeutung des Hafens bewusst geworden: Der Hamburger Hafen ist das Kraftzentrum der Stadt. Deswegen ist es ein richtiges und wichtiges Zeichen, dass wir mit der Elbphilharmonie ein kulturelles Gegengewicht zur Wirtschaftsstärke geschaffen haben. Je stärker in unserer Gesellschaft das Geld eine Rolle spielt, desto wichtiger ist es, das kulturell auszugleichen. Und wir Kulturschaffende stehen in der Verantwortung, aktiv für diesen Ausgleich zu sorgen. Frank Zappa hat einmal gesagt: „Über Musik zu reden ist wie über Architektur zu tanzen.“ Für ihn sei beides schwierig bis unmöglich. Wie definieren Sie die Wechselwirkung zwischen Musik und Architektur? Würde man versuchen, die Elbphilharmonie zu tanzen, wird das höchstwahrscheinlich eher erheitern als begeistern. Aber die Frage nach der Wechselwirkung zwischen Musik und Architektur ist spannend. Früher wurde Musik häufig für bestimmte Räume komponiert: Ich habe mit meinen Balthasar-Neumann-Ensembles beispielsweise eine CD mit Werken eingespielt, die speziell für die Basilika von San Marco in Venedig komponiert wurden. Wenn Sie sich vorstellen, diese Werke in einem funktionalen, aber akustisch nicht dafür ausgelegten Raum zu spielen, wird das Ergebnis nicht gleichermaßen zufriedenstellend sein. Andererseits faszinieren mich akustische Überraschungen wie Werkhallen, die zu Konzertsälen werden: Der Bunker in Hamburg. Ein Salzbergwerk tief unter der Erde. Ein Schwimmbad, das zum Theater wird. Es ist herrlich, wie kreativ die Konzertortwahl angegangen wird. Balthasar Neumann, ein Baumeister des Barock und Rokoko, ist der Namensgeber Ihres Ensembles. Was zeichnete ihn als Baumeister aus? Wir haben ihm rund 100 der wichtigsten Baudenkmäler zu verdanken. Balthasar Neumanns Werke stehen für perfektioniertes Handwerk, höchste künstlerische Entfaltung und ganzheitliches Denken, aber vor allem: Mut zur Kreativität. Balthasar Neumann begriff Baukunst als Freiraum, in dem sich jeder entfalten kann. Junge Bauingenieure treffen heute schnell auf Anforderungen wie Effizienz und Sparsamkeit – Einschränkungen, die Balthasar Neumann vielleicht nicht kannte.
Innenausbau der Elbphilharmonie, Foto: Johannes Arlt
Innenausbau der Elbphilharmonie, Foto: Johannes Arlt
Wie kann es gelingen, sich frei von diesen ökonomischen Zwängen zu machen und den Bau wieder stärker als Baukunst zu begreifen? Vielleicht hat es diese Freiheit nie gegeben, denn jede Baustelle hat mit eigenen Widrigkeiten zu kämpfen. Neben den angeführten Herausforderungen gab es doch schon immer technische Widrigkeiten, politisches Gerangel oder unterstellten Größenwahn. Balthasar Neumann kämpfte gegen die Skepsis und den Spott seiner Kollegen, die seine schwindelerregend freien Bauwerken die Tragfähigkeit absprachen und seinen Ruf sabotierten. Es gibt die schöne Anekdote von der Baustelle der Würzburger Residenz, für die Neumann ein freischwebendes Treppenhaus entworfen hatte. Als der damalige Konkurrent, der Wiener Architekt Johann Lucas von Hildebrandt, die statische Zuverlässigkeit des Projektes anzweifelte, war sich Neumann seiner Sache so sicher, dass er anbot, nach Abschluss der Bauarbeiten unter dem Gewölbe Kanonen abfeuern zu lassen. Dazu ist es nicht gekommen, aber das Gewölbe überstand sogar die schwere Bombennacht 1945. Damals ging es um die Frage, ob ein Gebäude trägt oder nicht. Welche Eigenschaft ist heute bestimmend für den Erfolg eines Bauprojekts? Heute geht es um Nachhaltigkeit. Baukunst soll für die Ewigkeit sein. Sie soll überraschen, in ihre Umgebung passen und funktional sein. Wenn diese Einheit gelingt, ist das Gesamtkunstwerk gelungen und ein Gebäude erfolgreich. Ist die Elbphilharmonie in diesem Sinne erfolgreich? Ja, sie darf als gelungen gelten: Die Architekten Jacques Herzog und Pierre de Meuron sowie die verantwortlichen Bauingenieure haben mit dem renommierten Akustiker Yasuhisa Toyota zusammengearbeitet. Neueste Technologien sind zum Einsatz gekommen. Auf einem langen Weg wurde ein wunderschönes Gebäude geschaffen. Nun ist es an uns, es mit Leben zu füllen.

Gewölbebrücken im Stresstest

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Gewölbebrücken im Stresstest

Bei Belastungsversuchen an der historischen Gewölbebrücke über die Aller bei Verden konnte das Tragverhalten der Gewölbe bei bis zu 600 Tonnen Belastung untersucht werden. Die Versuche erlauben den Forschern, ihre numerischen Modelle so zu verfeinern, dass viele historisch und baukulturell wertvolle Gewölbebrücken erhalten werden können. Von Dr.-Ing. Gregor Schacht, Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Massivbau der Leibniz Universität Hannover.

Am 26. Oktober 2015 fuhr der letzte Güterzug über die historische Gewölbebrücke über die Aller bei Verden. Nach über 150 Jahren wurde der Verkehr auf die neue wellenförmige Stahlbrücke, gleich neben der aus vielen einzelnen aneinander gereihten Gewölben bestehenden historischen Brücke umgeleitet. Der Zustand der Gewölbebrücke hatte sich in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich verschlechtert, was gerade auf die starke Durchfeuchtung des Mauerwerks zurückzuführen war. Diese Schäden und das steigende Verkehrsaufkommen führten zu der Entscheidung eines Brückenneubaus. Dieses Schicksal droht auch den über 5000 anderen historischen Gewölbebrücken im Bestand der DB AG, da die vorhandenen rechnerischen Modelle die Tragsicherheit zu stark unterschätzen. Die meisten dieser Gewölbebrücken bedürften nur geringer Instandsetzungen zur Wiederherstellung der Abdichtung und der Mauerwerksfugen. Ein Abbruch wäre oft unnötig, wenn die Tragfähigkeit auch für die zukünftige Beanspruchung sicher nachgewiesen werden könnte. Zudem stellen sie neben ihrem Nutzen auch einen bedeutenden baukulturellen Wert dar. Da der Abbruch der Allerbrücke in Verden bereits beschlossen war, bot sich hier die einmalige Gelegenheit, mithilfe von Belastungsversuchen Kenntnisse über das Tragverhalten von Gewölbekonstruktionen in der Nähe des Bruchzustandes zu erlangen. Bei dem Traglastversuch wurde einer der Brückenbögen halbseitig mit maximal 600 Tonnen belastet. Die Belastung wurde durch vier Hydraulikzylinder erzeugt, die über Gewindestangen und Verpressanker unter der Brücke im Boden verankert waren, sodass der Kräftekreislauf geschlossen war. Um das Tragverhalten möglichst genau zu erfassen, setzte das Forscherteam aus Hannover, Leipzig, Berlin und Oldenburg eine Vielzahl von modernsten Messverfahren zur Verformungsmessung wie hochgenaues Laserscanning und Photogrammetrie ein. Der Belastungsversuch bestätigte die hohe Belastbarkeit von Gewölbebrücken. Der Bogen zeigte erst unter der maximalen Versuchsbelastung von 600 Tonnen erste Anzeichen einer Überbeanspruchung, war aber noch weit von einem Versagen entfernt. Die Ergebnisse des Belastungsversuches werden zurzeit ausgewertet. Diese sollen anschließend mit den Ergebnissen der numerischen Simulationen zum Tragverhalten verglichen werden. Dadurch können Computermodelle kalibriert und verifiziert werden, damit zukünftig bessere Prognosen zur Tragfähigkeit historischer Gewölbekonstruktionen möglich sind.

Modellfabrik: Vernetzung von Gebäude und Produktion

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Modellfabrik: Vernetzung von Gebäude und Produktion

Wenn ein Gebäude mit den Maschinen einer Produktionsstrecke vernetzt ist, dann lässt sich Energie besonders effizient nutzen. An der TU Darmstadt entstand für die Erforschung und Vermittlung dieser Einsparpotenziale eine Fabrik im Originalmaßstab, die ETA-Modellfabik. An und in ihr arbeiteten auch maßgeblich Bauingenieure mit. Von Christoph Berger

ETA hat eine zweifache Bedeutung: Zum einen stehen die drei Buchstaben für Energieeffizienz-, Technologie- und Anwendungszentrum. Zum anderen verbirgt sich hinter ihnen der griechische Buchstabe „eta“. In den Ingenieurwissenschaften steht dieser für den Wirkungsgrad, also das Verhältnis der Nutzenergie zur zugeführten Energie – somit ist er eine zentrale Größe für die Energieeffizienz.

Und um all das geht es auch in der in diesem Jahr eröffneten Modellfabrik an der TU Darmstadt. 36 Forschungspartner aus Industrie und Wissenschaft sind an dem etwa 15 Millionen Euro teuren Bau beteiligt. Darunter befinden sich Wissenschaftler aus den Bereichen Maschinenbau, Bauingenieurwesen und Architektur. Die Gebäudegrundfläche ist zirka 810 Quadratmeter groß. Im Inneren ist eine reale Produktionsprozesskette zur Herstellung eines Hydraulikpumpenbauteils aufgebaut: spanende Werkzeugmaschinen, wässrige Bauteilreinigungs- und Laserreinigungsverfahren sowie ein Wärmebehandlungsofen.

Diese Maschinen sind nicht nur untereinander aufeinander ausgerichtet, sondern auch mit der Gebäudehülle vernetzt. So dient beispielsweise die Abwärme der Werkzeugmaschinen, die eigentlich verloren wäre, in der 550 Quadratmeter großen Maschinenhalle dazu, weitere Anlagen mit Wärme zu versorgen oder die Halle zu beheizen. Die ausgeklügelten Werkstoffe in der mit Kapillarmatten durchzogenen Fassade interagieren gleichsam mit der Außenwelt, sodass möglichst energiearm geheizt oder gekühlt werden kann. In den Wänden kann so Wasser geführt werden und „damit können wir die Abwärme nutzen, um das Gebäude auch zu heizen“, erklärt Professor Dr.-Ing. Jens Schneider vom Institut für Statik und Konstruktion der TU.

Außerdem ist zur Dämmung in die Wände eine 30 Zentimeter dicke Schicht Betonschaum eingelassen. An der Außenseite befinden sich Elemente aus mikrobewehrtem, ultrahochfestem Beton. Auch diese sind mit Kappilarrohrmatten ausgestattet und tragen damit zur Energieeffizienz bei. Genauso wie die Glasfront. In das Isolierglas sind beispielsweise Lichtlenklamellen integriert, die Sonnenlicht an die Decke der Halle lenken. Auch die Teilsysteme Maschine, technische Infrastruktur und Gebäude sind hinsichtlich der Energieeffizienz optimiert. Die Gebäudekonstruktion selbst ist nahezu vollständig recyclebar.

Auf diese Weise werden nun bislang verborgene Einsparpotenziale erschlossen. Es wird davon ausgegangen, dass sich zusätzlich 15 bis 20 Prozent mit dem integrierenden, ganzheitlichen Ansatz der ETA-Fabrik gegenüber der Optimierung einzelner Komponenten an Energie einsparen lassen.

Zug um Zug auf der Großbaustelle

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Zug um Zug auf der Großbaustelle

In Köln-Nippes baut die DB Fernverkehr AG das erste CO2-neutrale ICE-Werk in Deutschland. Die Baustelle ist so groß wie 23 Fußballfelder, gerademal zwei Jahre Bauzeit sind geplant. Von Sabine Olschner

Der Werkhalle mit Dacharbeits- und Fahrwerksbühnen, in der später auf vier Gleisen ICE-Züge gewartet werden, kann man fast beim Wachsen zusehen. Täglich verändert sich der 445 Meterlange und 50 Meter breite Bau, und auch im Umfeld bewegt sich viel: Anlagen für die Innen- und Außenreinigung, Unterführungen und Zuwege für die Mitarbeiter, ein Betriebsrestaurant, Technik-, Verwaltungs- und Sozialräume, Schallschutzwände für die Anwohner entstehen. Vor Baubeginn waren Abrissarbeiten und Stellwerksanierungen nötig. „Wir machen alles, was man im Bau machen kann: Hochbau, Straßenbau, Gleisbau, Brückenbau, Tunnelbau“, berichtet Wilfried Brandt, der als Gesamtprojektleiter Neubau ICE-Werk Köln-Nippes immer wieder Besucher über die imposante Baustelle führt. Je nach Bauphase zählte sein Team bis zu 90 Planer, vom Bauingenieur bis zum Architekten. Mittlerweile ist nur noch die Bauleitung im Einsatz. Nach Fertigstellung der Hallen können vier bis acht Züge parallel gewartet werden. In der Werkhalle tauschen die Arbeiter auf verschiedenen Ebenen zum Beispiel Achsen und Drehgestelle aus oder arbeiten an der Klimaanlage. In der Innenreinigungsanlage wird unteranderem das Trinkwasser aufgefüllt und die Fahrpläne für die nächste Strecke werden aktualisiert, bevor der Zug wieder das Werk verlässt. Bis zu 17 Zugführungen pro Tag sind künftig in der Anlage vorgesehen, 400 Arbeitsplätze sollen geschaffen werden. Köln gilt als eine der wichtigsten Drehscheiben im deutschen und internationalen Fernverkehr. Sieben ICE-Werke gibt es bislang in Deutschland, eines davon hat Wilfried Brandt bereits beim Bau als Projektleiter begleitet. Im Jahre 2011 hat er das neue Projekt, ICE-Werk Nummer acht, übernommen, im Oktober 2015 war Baubeginn. „Besonders herausfordernd bei solch einem Großprojekt ist es, alle Termine einzuhalten“, sagt der Diplomingenieur. Eine weitere Besonderheit seines Bauwerks: Es wird später komplett CO2-neutral arbeiten. Die Ingenieure nutzen beim Bau sämtliche zur Verfügung stehenden Möglichkeiten: Geothermie für die Klimatisierung, Solarthermie für das Warmwasser, Photovoltaik für die Stromversorgung. Darüber hinaus verwenden die Bauherren wartungsarme Baustoffe und Materialien mit langer Lebensdauer und einem hohen Recyclingwert. „Wenn wir nach zwei Jahren Bauzeit im Oktober 2017 das ICE-Werk an den Betreiber übergeben können und den vorgesehenen Kostenrahmen von 220 Millionen Euro nicht überschreiten, haben wir einen neuen Meilenstein beim Bauen gesetzt“, meint Wilfried Brandt. Bisher sieht es so aus, als könne er sein Ziel erreichen.

Der Anfang einer neuen Bau-Ära

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Der Anfang einer neuen Bau-Ära

Das Konsortium„C3 – Carbon Concrete Composite“ ist das derzeit größte Forschungsprojekt im deutschen Bauwesen. Die dabei verfolgte Vision ist, Stahl im Beton langfristig durch Carbon zu ersetzen. Denn: Mit Carbonbeton kann nachhaltig, umweltschonend, weniger materialintensiv und leichter gebaut werden. Schonheute kann sich die Liste an Auszeichnungen des Projekts sehenlassen: Gewinner des GreenTecAwards, des Deutschen Nachhaltigkeitspreises Forschung und des Rohstoffeffizienzpreises. Drei der führenden Köpfe des Konsortiums erhielten außerdem den Deutschen Zukunftspreis 2016, den Preis des Bundespräsidenten für Technik und Innovation. Von Christoph Berger

Die Ausgangslage ist folgende: Anders als erwartet, bleibt die Lebensdauer von Stahlbetonkonstruktionen aufgrund der Korrosion hinter den Erwartungen zurück. Sie liegt zwischen 40 und 80 Jahren. Das ist einer der Gründe dafür, dass inzwischen viele Bauwerke, vor allem auch Brücken, zu einem Sicherheitsrisiko geworden sind. Um den Stahl vor Korrosion zu schützen, wird unter anderem eine dicke Betonschicht benötigt – ein enormer Ressourcenverbrauch. Somit ist unter anderem auch zu erklären, dass Stahlbeton der wichtigste Baustoff Deutschlands ist. Über 100 Millionen Kubikmeter werden hier jährlich von dem Baustoff verbaut. Überhaupt: Beton ist nach Wasser das weltweit am häufigsten verwendete Material. In dem Forschungsprojekt „C³– Carbon Concrete Composite“ ist es aber gelungen, eine korrosionsbeständige und ressourcensparende Alternative zum herkömmlichen Stahlbeton zu entwickeln. Mit dem Verbundmaterial Carbonbeton – einer Kombination aus Spezialbeton und Carbonfasern – will das Konsortium nun eine „Revolution am Bau“ einleiten oder, um den Titel der dazugehörigen Internetseite aufzugreifen: Bauen neu denken. Carbon rostet nicht, eine zusätzliche Schutzschicht ist daher nicht notwendig. Zirka 50.000 einzelne Fasern, die deutlich dünner als ein menschliches Haar sind, werden dabei zu einem Garn zusammengefasst und in einem Verfahren zu einer Gitterstruktur verarbeitet und beschichtet. Im Vergleich zum Stahl ist Carbon viermal leichter und sechsmal tragfähiger. Das führt dazu, dass mit dem neuen Baustoffschlanker und filigraner gebaut werden kann – es können Gebäudegeometrien umgesetzt werden, die bisher nur äußert schwer umsetzbar waren. Beispielsweise sind Fassadenplatten oder Verstärkungsschichten mit Carbonbeton nur noch etwa zwei Zentimeter dick statt der bisherigen acht Zentimeter mit Stahlbeton. Das bedeutet: Es muss 75 Prozent weniger Material hergestellt, transportiert, eingebaut und verankert werden. Ein weiterer Vorteil ist die verlängerte Lebensdauer: Bei Carbonbeton sprechen Experten von einer Lebensdauer von bis zu 200 Jahren und mehr. Bis 2020 will das aus 140 Partnern aus Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Verbänden bestehende C3-Konsortiums die Voraussetzungen schaffen, um die völlig neue C3-Bauweise zu entwickeln und in die Praxis einzuführen. In den nächsten zehn Jahren sollen bereits 20 Prozent des Stahlbetons durch Carbonbeton ersetzt werden. Diese Ergebnisse überzeugten auch die Jury des Deutschen Zukunftspreises 2016: Prof. Dr.-Ing. Manfred Curbach, Prof. Dr.-Ing. habil. Dipl.-Wirt. Ing. Chokri Cherif und Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Offermann sind die Gewinner des Preises in diesem Jahr.

„Jedes Mal neue Herausforderungen“

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„Jedes Mal neue Herausforderungen“

Die Digitalisierung beeinflusst nicht nur die Prozesse bei Entwurf, Planung und Ausführung, sondern auch die Baumaschinen und die Baustellenlogistik. Thomas Fellhauer erklärt, was mit der Digitalisierung alles möglich ist und wo sonst noch Herausforderungen für Baustellenlogistiker liegen. Die Fragen stellte Christoph Berger

Herr Fellhauer, die Digitalisierung verändert derzeit die Logistik auf den Baustellen. Ebenso die Baumaschinen. Können Sie diesen Veränderungsprozess beschreiben? Natürlich wirkt sich die Digitalisierung auch auf die Logistik und die Technik der Baumaschinen aus. Ganz konkret ein Beispiel aus der Maschinensteuerung: Es könnte sein, dass die Maschinen – Bagger, Radlader und Raupen – eines Tages ganz alleine fahren. Dazu wird ein digitales Geländeprofil in die Maschinensteuerung eingespielt und es sitzt nur noch ein Mitarbeiter in ihnen, der im Notfall eingreifen kann. Prinzipiell werden die Aufgaben der Maschine dann aber vollautomatisiert abgearbeitet.

Zur Person

Thomas Fellhauer ist technischer Bereichsleiter bei der BMTI Baumaschinentechnik International GmbH & Co. KG. Die BMTI wurde als Service- und Dienstleistungsbetrieb für die operativen Organisationseinheiten des Strabag-Konzerns eingerichtet und verantwortet innerhalb des Konzerns das Betriebsmanagement des gesamten mobilen Anlagevermögens – Baumaschinen, maschinelle Anlagen und Fahrzeuge.
Ein anderer Aspekt ist Building Information Modeling, die modulare Visualisierung des Baus mit Bauabläufen und Baufortschritten und einem digitalisierten Datenmanagement. Auch da sind wir natürlich dabei und suchen nach Lösungen, wie wir die Turmdrehkrane zum Beispiel in 3D-Technik idealerweise darstellen, damit diese Modelle zur Planung des Bauablaufs herangezogen werden können. Sollen auch die Abläufe auf der Baustelleeffizienter aufeinander ausgerichtet werden, um zum Beispiel Wartezeiten von Betonmischfahrzeugen zu verkürzen? Ja, auch das. Dafür haben wir ein Telematik-System. Die Baumaschinen senden an dieses System Daten über den Standort, den Verbrauch, über das, was sie gerade tun oder auch über Fehler und Störungen. Diese Daten werden auf mobile Endgeräte des jeweils Verantwortlichen übertragen und er kann reagieren. Und es gibt die komplette Vernetzung aller Segmente, beispielsweisebei einer Verkehrswege-Baumaßnahme. Hier wird im Taktverfahren alles aufeinander abgestimmt: Jeder weiß, wann ein Mischguttransporter auf der Baustelle erscheint, und die Mischanlage weiß Bescheid, wie, wann und wie viel Asphaltgut sie zu mischen hat. Irgendwann werden wir so weit sein, dass dies alles digital abläuft, dass die Lieferscheine digital erfasst werden, dass die Abrechnung digital erfolgt und somit auch die Rechnung an den jeweiligen Auftraggeber digital versendet wird. Welche logistischen Herausforderungen auf Großbaustellen kommen noch auf Sie zu? Wenn wir uns zum Beispiel die Großbaustelle unseres Großprojekts Upper West in Berlin anschauen, dann ist die Hochbau- und Krantechnik dort sehr komplex. Wir werden daher bereits in die Planungen einbezogen, um das richtige Hebewerk herauszusuchen. Wir erarbeiten dann Konzepte, wie ein Kran auf einer solchen Baustelle in der Wechselwirkung zu den anderen Hebezeugen arbeitet. Aufgrund der begrenzten Platzverhältnisse und der Vielzahl der Abläufe auf einer Baustelle muss alles genau aufeinander abgestimmt sein. Es ist festzulegen: Welches Hebezeug nutzen wir, wie wird es montiert und wie wird es an dem Gebäude verankert. Beim Upper West sind die Krane zum Teil auch geklettert – sie wachsen dann mit dem Baufortschritt. Das bedarf einer intensiven Planung mit der Bauleitung. Und die Krane montieren und demontieren sich darüber hinaus noch gegenseitig.

Zum Projekt „Upper West“

Beim Upper West handelt es sich um ein neues Gebäudeensemble direkt an der Gedächtniskirche am Kurfürstendamm in Berlin. Der 118 Meter hohe Turm mit 33 Etagen sticht dabei besonders hervor. Auf 53.000 Quadratmetern Gesamtmietfläche wird es nach der Fertigstellung, die im Frühjahr 2017 vorgesehen ist, ein Hotel, Läden, Büros und eine Skybar geben. Für die Bauausführung ist die Ed. Züblin AG verantwortlich. Weitere Infos unter: www.upper-west.de
Eine weitere Herausforderung ist die Baustromversorgung einer solchen Baustelle. Wir bauen Elektroverteilerschränke auf und es gibt Energieeinspeisepunkte. Beim Upper West haben wir über 100 Baustromverteiler im Einsatz und mehrere Kilometer Kabel verlegt. Zudem haben wir rund 90 Container als Baustellenunterkünfte errichtet – unter anderem mit Büros für die Baustellenleitung und Tagungsräumen. Anhand des Beispiels Upper West wird aber deutlich, dass es sich bei Bauprojekten immer auch um Unikate handelt. Die Digitalisierung braucht jedoch Standards. Wie kommen die beiden Welten zusammen? Bei Kranen geht es zum Beispiel immer um die Fragen: Welche Höhe und Ausladung brauche ich? Dementsprechend werden die Geräte zusammengestellt und konfiguriert. Doch schließlich setzen wir natürlich immer wieder die gleichen Krane ein, sodass hier schon Standards festgelegt werden können. Die mit dem jeweiligen Projekt verbundenen Herausforderungen ergeben sich dann meist vor Ort: Wie komme ich dorthin, wie sind die Transportwege, wie kann ich meine Logistik, die Energieversorgung oder die Unterkünfte und Maschinentechnik auf der Baustelle installieren? Daraus erwachsen jedes Mal neue Herausforderungen.

Implenia: Stefan Roth im Interview

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Implenia: Stefan Roth im Interview

Der Team-Baumeister: Stefan Roth ist Deutschland-Chef beim schweizerischen Baukonzern Implenia. Schon als Student hatte der Bauingenieur ein klares Ziel vor Augen: Er wollte Gebäude entstehen lassen – in verschiedenen Ländern, in bunt zusammengesetzten Teams. Roth hält die kulturelle Offenheit und Begeisterung für das gemeinsame Arbeiten an Projekten für die wichtigste Eigenschaft, um Karriere zu machen. Seiner Meinung nach helfen Methoden wie Building Information Modeling der Branche dabei, in diesen Bereichen noch besser zu werden. Die Fragen stellte André Boße.

Zur Person

Stefan Roth, Jahrgang 1961, schloss 1987sein Studium des Bauingenieurwesens ab. Er begann seine Karriere als Bauleiterbei Bilfinger Berger in Köln. Als Project Manager leitete er Infrastrukturprojekte in Deutschland, Thailand und Taiwan. 2003 stieg er zum Mitglied der Geschäftsführung von Bilfinger Berger Hochbau auf. 2005 ging Stefan Roth als Präsident und CEO der Frucon Construction Corporation in die USA. Nach seiner Rückkehr nach Deutschland war er zunächst Geschäftsführer der Bilfinger Berger Umwelttechnik, später Mitglied der Geschäftsführung im Bereich Ingenieurbau. 2012 wurde er zum Vorsitzenden der Geschäftsführung von Bilfinger Construction ernannt. Seit März 2015 trägt der 55-Jährige die Verantwortung für den Geschäftsbereich Germany & Austria bei Implenia.
Herr Roth, Sie haben Ihr Bauingenieurstudium 1987 abgeschlossen. Welche Hoffnungen haben Sie mit Ihrem Berufseinstieg verbunden? Ich hatte schon als Studierender den Plan, irgendwann im Ausland tätig zu sein. Es gab an der Uni Gastvorträge über außergewöhnliche internationale Bauvorhaben – da wollte ich eines Tages als Bauingenieur mit dabei sein. Während der Uni-Zeit habe ich dann auf Großbaustellen gejobbt und mir Geld dazu verdient. Diese Erfahrungen haben mich motiviert, am Ende des Studiums das Diplomzeugnis in der Tasche zu haben. Ich wusste, ich brauche den Abschluss, um selber einmal solche Bauprojekte zu leiten. Wie haben Sie das Studium erlebt? Ziemlich trocken. Für viele war und ist das eine Hürde. Mir war aber klar: Wenn ich einmal ein Projektmanagement übernehmen möchte, dann muss ich da jetzt durch. Was hat Sie so sehr an der Baukarriere gereizt? Ein Projekt gestemmt zu haben, bedeutet, wirklich etwas geschaffen zu haben. Das ist etwas ganz Anderes, als in einer Versicherungsagentur tätig zu sein. Etwas zu bauen, das gibt mir ein unglaubliches Erfolgsgefühl. Hinzu kam, dass ich auf den Baustellen schon als Aushilfskraft tolle Leute kennenlernen durfte. Mir hat die Atmosphäre auf dem Bau gefallen, das Teamwork und die Kollegialität. Für junge Absolventen ist das eine wichtige Erkenntnis: Während des Studiums ist man mehr oder weniger Einzelkämpfer, der sich durchboxen muss. Im Beruf ist man im Unterschied dazu nicht mehr alleine. Das sollte man ausnutzen. Ich kann als Berufseinsteiger Fragen stellen – und darf darauf setzen, dass mir die erfahrenen Kollegen bereitwillig Hilfestellungen geben. Wie verlief in dieser Hinsicht Ihr Karrierestart bei Bilfinger Berger? Ich hatte zunächst einen Office-Job und habe dort versucht, brav das anzuwenden, was ich im Studium gelernt hatte. Schnell traf ich dann auf Leute, die mich tüfteln sahen und sagten: „Mach’ es dir nicht so schwer, ich zeige dir mal, wie ich das beim letzten Mal angegangen bin.“ Wovon ich von Beginn an profitiert habe: Während des Studiums habe ich versucht, durch den Wechsel der Hochschule und praktische Erfahrungen menschliche Vielfalt zu erleben. Das zahlt sich bis heute aus. Ich habe seit jeher mit ganz unterschiedlichen Leuten zu tun. Alleine, auf wie viele verschiedene Arten von Bauherren ich schon getroffen bin. Mir macht es ungemein viel Spaß, mich auf diese unterschiedlichen Menschen einzulassen, mit ihnen zu kooperieren und Geschäfte zu machen. Das ist eine Kompetenz, die man nicht unbedingt in erster Linie mit einem Bauingenieur zusammenbringt. Das stimmt – aber nur solange, bis man die Arbeit genauer kennenlernt. Aber ich gebe Ihnen Recht, Studierende und Absolventen haben das noch nicht so auf dem Schirm. Mich fasziniert die Vielfalt des Berufsbilds „Bauingenieur“. Ich bin häufiger auf Karriere- und Branchenmessen zu Gast und beeindruckt, wie heterogen das Job-Angebot für Bauingenieure ist – und wie groß der Bedarf an Nachwuchskräften ist. Wer das Diplom in der Tasche hat, hat daher beste Chancen auf einen guten Arbeitsvertrag. Warum ist die Branche für die junge Generation nicht attraktiver? Es hält sich weiterhin das Bild von einer Baustelle, in der man es mit Staub und Schlamm zu tun hat. Mit der Realität auf großen Baustellen hat das nur noch wenig zu tun. Klar, man kann auch mal dreckig werden. Große Projekte sind jedoch heute so organisiert wie eine eigene Unternehmung. Involviert sind Leute aus ganz verschiedenen Bereichen, Bauingenieure treffen auf Kaufleute und ITler, Personaler und Controller. Das ist wirkliche Teamarbeit. Wichtig ist zudem eine gewisse Freude an der Mobilität und Flexibilität, denn wenn ein Großprojekt nach zwei oder drei Jahren abgeschlossen ist, steht schnell das nächste an – und das in der Regel an einem anderen Ort, manchmal auch im Ausland. Wie beurteilen Sie die Innovationskraft der Bauindustrie, gerade auch mit Blick auf die Digitalisierung? Es gibt noch Luft nach oben. Festhalten müssen wir, dass es sich bei der Digitalisierung der Branche um eine Notwendigkeit handelt. Es geht nicht darum, ob ein Unternehmen das Thema angehen will oder nicht. Die digitale Transformation ist gesetzt. Um das zu erkennen, reicht ein Blick in die Nachbarländer. In Skandinavien zum Beispiel ist die Branche bei digitalen Themen schon deutlich weiter, die öffentliche Hand zum Beispiel verlangt dort bei den Ausschreibungen die Arbeit mit BIM. In unserem Unternehmen haben wir in den vergangenen Jahren stark in internes Know-how, in Strukturen sowie in Technologie investiert, um hier am Puls zu bleiben. Wie bewerten Sie die Situation in Deutschland? BIM setzt sich durch, die großen Bauunternehmen arbeiten schon mehrere Jahre mit dieser Methode. Wichtig ist aber, dass alle Beteiligten mitziehen. Damit das geschieht, gibt es einen politisch beschlossenen Plan, der vorsieht, dass diese Methode ab 2020 zur Voraussetzung für Großprojekte wird. Das erhöht den Druck auf alle Akteure, sich diesem Thema zu stellen. Und dieser Druck ist wichtig, damit eine größere Dynamik entsteht. Warum ist BIM so bedeutsam? Weil es eine Methode ist, die den gesamten Bauprozess begleitet, von der ersten Idee über die Genehmigungen und die Planfeststellung bis hin zum Bau und schließlich dem Betrieb des Gebäudes. Dieser Prozess dauert mehrere Jahre, und wenn ich mir anschaue, welche Kooperationen und Abhängigkeiten in dieser langen Zeit entstehen, dann gibt es dort sehr viele Ansatzpunkte, um Dinge wesentlich zu beschleunigen und besser zu kontrollieren. Können Sie hierfür ein konkretes Beispiel nennen? Im Grunde geht es darum, bereits vorhandene Informationen schnell und einfach zu nutzen. Bei den Kommunen zum Beispiel liegen Pläne über alle Leitungen für Strom, Gas und Wasser. Wer diese Pläne einsehen will, muss das bei den Städten und Gemeinden beantragen. In Zukunft wird es möglichsein, diese Informationen ohne Mehraufwand direkt über ein digitales Tool anzuzapfen – was unglaublich viel Zeit und Aufwand einspart. Für die junge Generation ist die Digitalisierung beinahe aller Lebensbereiche eine konkrete Erfahrung. Wie gut kann sie sich in die Baubranche einbringen? Wir suchen gezielt junge Mitarbeiter, die mit diesen digitalen Tools aufgewachsen sind. Noch vor zehn Jahren waren Smartphones undenkbar. Heute gehören sie ganz selbstverständlich zum Alltag. Die Baubranche sucht und findet aktuell einen Weg, Apps für sich zu nutzen. In den USA sehen Sie schon häufig Projektmanager und Bauleiter, die eine Baustelle mit der Hilfe von Apps mit dem Tablet steuern. Ich warne davor, zu denken, dass diese Entwicklung bei uns in Deutschland noch einige Jahre auf sich warten lassen wird. Ich denke, es wird sehr schnell gehen. Zumal die Politik das nicht nur fördert, sondern auch fordert.

Zum Unternehmen

Implenia ist das führende Bau- und Baudienstleistungsunternehmen der Schweiz und ist europaweit tätig. Der Konzern bietet seine Dienstleistungen in allen Sparten des Baus an. Seinen Hauptsitz hat das Unternehmen in Dietlikon bei Zürich. Es beschäftigt gut 8100 Menschen. Gegründet wurde Implenia im November 2005 durch die Fusion der Zschokke Holding und der Batigroup Holding. Seit März 2015 ist das deutsche Traditionsunternehmen Bilfinger Construction mit seinen Aktivitäten in Deutschland, Österreich, Rumänien und Schweden Teil der Gruppe. Sitz des für Deutschland und Österreich zuständigen Bereichs ist Wiesbaden.

Das Leben ist eine Baustelle – Kultur-, Buch- und Linktipps

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Das Leben ist eine Baustelle – Kultur-, Buch- und Linktipps

STUDENTISCHES WOHNEN IN DER BLASE

Foto: Hochschule Bochum
Foto: Hochschule Bochum
Nach anderthalb Jahren Vorbereitung stellten Studierende des Fachbereichs Architektur der Hochschule Bochum im Juli 2016 ihr Projekt zum studentischen Wohnen in der Zukunft vor: Bloon. Es handelt sich um Wohnblasen zwischen zwei Häusern. Eine Telefonzelle ist der Eingang zu der Studentenunterkunft und zugleich das Badezimmer. Erreichbar ist die Blase über eine Leiter, die ebenfalls in die Telefonzelle integriert ist. Die große transparente Wohnblase dient als Wohn- und Schlafzimmer und ist mit rund 15 Quadratmetern nicht viel kleiner als eine übliche Studentenwohnung. Weitere Infos unter: www.bloon-project.de. Ein Video zu dem Projekt gibt es auch: www.vimeo.com/147963259

VON LEBENS- UND BAUPLÄNEN

Cover: Meine Tage mit Fabienne
Cover: Meine Tage mit Fabienne
Ein Altbau in Berlin-Moabit. Immobilienkaufmann Kannstatt, Protagonist des Buches, nimmt sein Wohnhaus und seine Umgebung am liebsten akustisch wahr – bis Bauarbeiten seine wohlkomponiert empfundene Großstadtsinfonie stören. Wiederum sein inneres Gerüst bringt Fabienne ins Wanken, eine Hutmacherin, die im Erdgeschoß einzieht und seine Hausmusik mit neuen Tönen bereichert. – Ein feinsinniger Roman über den Zauber einer Begegnung. Hubertus Meyer-Burckhardt: Meine Tage mit Fabienne. Lübbe 2016. 18 Euro. Auch als Audio-Download erhältlich.

AB AUF DEN BAGGERPLATZ

Nach einer 15-minütigen Einweisung kann es losgehen: Auf dem Wiwa Baggerplatz in Hamburg ist es möglich, selbst einen Hydraulik-Bagger zu bedienen. Diese sind auf dem neuesten Stand der Technik und natürlich gewartet und sicherheitsgeprüft. Weitere Infos unter: www.wiwa-baggerplatz.de

KNOCHEN UND EIERSCHALEN FÜR DEN HAUSBAU

Foto: Abdul Rahman
Foto: Abdul Rahman
Während viele Forscher nach Möglichkeiten suchen, Stahl und Beton energieeffizienter zu produzieren, macht sich Dr. Michelle Oyen vom Department of Engineering der Cambridge Universität auf die Suche nach neuen Baustoffen, die von der Natur inspiriert sind. So baute sie in ihrem Labor bereits kleine Proben von künstlichen Knochen und Eierschalen, die als medizinische Implantate verwendet werden können. Oder sogar als kohlenstoffarme Baustoffe. Doch bis wir tatsächlich in Häusern aus Knochen und Eierschalen leben werden, wird es noch einige Zeit dauern. Oyen sagt: „Der Bau von Gebäuden aus völlig neuen Materialien würde ein vollständiges Umdenken für die gesamte Branche bedeuten. „Weitere Informationen unter: www.oyenlab.org

KOMPOSTIERBARE ZELTE

Das britische Startup Comp-a-tent entwickelt für die Festivalsaisons und englisches Wetter kompostierbare Zelte, die nach 120 Tagen in der Kompostierungsanlage in CO2, Wasser und fruchtbaren Boden zerfallen. Hintergrund dieser Erfindung ist, dass laut dem Unternehmen jedes Jahr 240.000 Zelte auf Deponien landen oder verbrannt werden – mit all ihren gefährlichen Materialien. Dabei werden Zelte eigentlich für eine längere Lebensdauer hergestellt. Weitere Informationen unter: www.comp-a-tent.com. Ein Video gibt es unter: www.youtube.com/watch?v=pGdnusNnAGg

SLOW BUSINESS

Cover Slow Business
Cover Slow Business
In der Studie „Slow Business – Wie aus Achtsamkeit eine neue Wertschöpfung entsteht“ des Zukunftsinstituts aus Frankfurt signalisieren acht Wirtschaftsbereiche die Absage an die alte, dem Ende entgegenrasende Beschleunigungsökonomie. Dabei werden unteranderem auch die Bereiche Urbanisierung, Architektur und Innovationen unter die Lupe genommen. Nachhaltigkeitsexperte Daniel Anthes schreibt beispielsweise zur Urbanisierung, dass sich immer mehr Orte dem Leitbild der „Slowness“ verschreiben, um ihren Bewohnern ein höchstes Maß an urbaner Lebensqualität zu bieten. Christian Rauch: Slow Business. Zukunftsinstitut 2016.

AUSSTELLUNG: BAUEN MIT HOLZ – WEGE IN DIE ZUKUNFT

Foto: Hagen Stier
Foto: Hagen Stier
Im Berliner Martin-Gropius-Bau ist noch bis zum 17. Januar 2017die Ausstellung „Bauen mit Holz – Wege in die Zukunft“ zu sehen. Die Ausstellung zeigt anhand von herausragenden internationalen und nationalen Projekten ökologisch-nachhaltige und aktuelle Positionen der Holz-Baukunst und moderner Holzarchitektur – zum Beispiel Projekte von Toyo Ito, Shigeru Ban und Frei Otto.

HÖCHSTES MEMBRANPROJEKT DER WELT

Foto: thyssenkrupp
Foto: thyssenkrupp
Thyssenkrupp baut in Rottweil einen 246 Meter hohen Aufzugstestturm für die kommende Generation an Aufzügen. Die Fassade des Turms aus Polytetrafluorethylen (PTFE)-Glasgewebefaser gilt als derzeit höchstes Membranprojekt der Welt. Die Membran schützt den Turm vor intensiver Sonneneinstrahlung und reduziert die Eigenbewegung des Gebäudes, indem sie die Kräfte des Windes zerlegt. Weitere Infos zu dem Turm und zur Zukunft der Aufzüge unter: www.thyssenkrupp-elevator.com

WIEDERAUFBAU DER SCHINKELSCHEN BAUAKADEMIE

Aufgrund seiner nationalen Bedeutung hat der Haushaltsausschuss des Bundestags Mitte November 2016 beschlossen, den Wiederaufbau der Schinkelschen Bauakademie in Berlins historischer Mitte mit 62 Millionen Euro zu fördern. Derzeit erinnert eine Attrappe in Originalgröße an den Bau.

Serieller Wohnungsbau

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Serieller Wohnungsbau

Deutschland braucht schnell mehr Wohnungen in einer vernünftigen Qualität, vor allem aufgrund der Binnenwanderung von Menschen aus den ländlichen Räumen in Ballungsgebiete und Schwarmstädte. Dazu kommt die Zuwanderung von Flüchtlingen. Unterschiedliche Quellen gehen von 350.000 bis hin zu 400.000 jährlich zu produzierenden Wohneinheiten bis zum Jahr 2020 aus. Dafür braucht es neue Produktionsweisen: zum Beispiel den seriellen Wohnungsbau. Von Christoph Berger

„Vielleicht produzieren wir bis zum Ende des Jahres 270.000 Wohneinheiten. Wir sind also von der tatsächlich benötigten Zahl an Wohnungen noch ein ganzes Stück entfernt“, sagt Dr. Heiko Stiepelmann, Geschäftsführer des Hauptverbands der Deutschen Bauindustrie (HDB) für den Bereich Wirtschaft und Recht. Eine Lösung, diese Kluft zu überwinden, sieht er in der Entwicklung von Prototypen, die dann in größerer Zahl deutschlandweit in Produktion gehen – weg von der bisher noch üblichen Einzelfertigung. Die Rede ist vom seriellen Wohnungsbau. Mit dem Bau von Plattenbauten, habe dies laut Stiepelmann aber nichts zu tun: „Die Variabilität trotz Serie, die beispielsweise auch aus der Automobilindustrie bekannt ist, kann man auch im Wohnungsbau herstellen. Doch ein Stück Standardisierung braucht es“, erklärt er. Diese führt dann schließlich zu den benötigten Kosteneinsparungen und Quadratmeterpreisen, über die vertretbare Mieten darstellbar sind. Die Erkenntnisse darüber, wie der serielle Wohnungsbau funktioniert, sind da. Es gibt nicht den einen Weg der Umsetzung.

Make Space

Studenten der FH Potsdam aus den Bereichen Design, Architektur, Bau-ingenieurswesen und Medienwissenschaften entwickelten mit Partnern einen Prototypen für Wohneinheiten.www.make-space.eu
So basiert beispielsweise das unter „maxmodul“ firmierende Baukonzept der Firmengruppe Max Bögl auf einer sogenannten Raumzelle. Mit den Raumzellen können durch horizontale und vertikale Addition Gebäudekonfigurationen in nahezu unbegrenzter Vielfalt generiert werden. Das Unternehmen Goldbeck hat drei Nutzungskonzepte entwickelt. Die Basis dafür bildet das systematisierte Bauen mit eigenen, industriell vorgefertigten Elementen. Die Bauabläufe sind systematisiert und in hohem Maße standardisiert. Oder das von der Willi Meyer Bauunternehmung mit Architekten entwickelte Wohnkonzept NOW6. Dieses wird in Schottenbauweise aus Betonhalbfertigteilen errichtet. „Seriell heißt nur, dass Entwürfe mehrfach realisiert werden“, sagt Stiepelmann. Durch die Entwicklung eines für die Serie notwendigen Prototypen, kommt der Planung, neben der Vorfertigung, natürlich eine ganz entscheidende Rolle zu. Es braucht ein variables Konzept. „Durch den hohen Grad der Vorbereitung bieten sich BIM gestützte Verfahren an“, weiß Stiepelmann – auch vor dem Hintergrund, die Daten im Übergang vom Bau in den Betrieb und das Betreiben mitzunehmen. „Das ist der nächste große Produktivitätsschub, den es in der Bauwirtschaft geben wird.“

Vom alten Messegelände zum nachhaltigen Stadtquartier

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Vom alten Messegelände zum nachhaltigen Stadtquartier

Über 50 Jahre präsentierte die Stuttgarter Messe auf dem Killesberg Waren aus aller Welt – bis 2007. Dann bezog sie ein neues Gelände. Damit begann ein in seiner Größenordnung einzigartiges Projekt in Deutschland: der Rückbau der alten Messehallen. Und die Entstehung eines neuen Stadtquartiers. Dieses ist ein gelungenes Beispiel dafür, wie mit Neunutzungen dem Wohnungsmangel in Deutschland begegnet werden kann. Von Steffen Ruoff, Dipl.-Bauingenieur und Leiter Bauwerksanierung und Rückbau bei Arcadis

Heute befindet sich auf dem Killesberg ein Stadtteilzentrum mit Wohnungen, Nahversorgern, Handels- und Büroflächen, gastronomischen Einrichtungen, Kindertagesstätten, einem Ärztehaus sowie einer direkten U-Bahn- und Bus-Anbindung. Ebenso gibt es einen hohen Anteil an öffentlichem Freiraum. Täglich wird das Stadtquartier von rund 6.000 Menschen frequentiert. Doch um an diesen Punkt zu kommen, musste zunächst das 7,5 Hektar große Messegelände vorbereitet werden: Nach dem Wegzug der Messe standen auf dem Gelände 13 Hallen unterschiedlicher Größe sowie das Messe- und Congress-Centrum. Arcadis erhielt den Zuschlag für die Planung, Vorbereitung, Ausschreibung und Überwachung des Rückbauprojektes. Damit standen die Bauingenieure vor der Aufgabe, insgesamt 800.000 Kubikmeter umbauter Fläche abzutragen, von Schadstoffen zu befreien sowie das Baumaterial zu verwerten beziehungsweise zu entsorgen. Zwei Jahre waren für diese Aufgaben vorgesehen – inklusive öffentlicher Ausschreibungen und der Auftragsvergabe an die Unternehmen.

Daten und Fakten

Standort: Stuttgart-Killesberg Projekt: Rückbau und Baureifmachung Dimensionen Rückbau Fläche: 7,5 Hektar Abriss von 800.000 Kubikmetern umbauter Fläche Dimensionen Schadstoffsanierung/ Entsorgung
  • 50 Tonnen Asbest
  • 500 Tonnen künstlicher Mineralfasern
  • 20.000 Tonnen Bauschutt
  • 10.000 Tonnen Schrott/Metall
  • 220.000 Tonnen Baumaterialien wurden für den Wiederaufbau verwendet
Das Projekt in Phasen
  • Bausubstanz- und Gebäudeschadstofferkundung
  • Planung und Ausschreibung
  • Bauüberwachung
  • Sicherheits- und Gesundheitskoordination
  • Umwelttechnische Fachbauüberwachung
  • Bewertung des Stadtquartiers nach DGNB-Kriterien der Pilotphase „Nachhaltige Stadtquartiere“
Bereits bei der ersten Begehung des Geländes wurde festgestellt, dass in den Gebäuden reichlich Asbest verbaut worden war. Dieser musste aufwändig entsorgt werden. Bei von den Bauingenieuren des Unternehmensdurchgeführten Kernbohrungen wurden im Labor darüber hinaus noch weitere schadstoffverdächtige Materialiengefunden. Eine solch detaillierte Bestandsaufnahme ist jedoch notwendig, um für die Ausschreibung der Stadt einen genauen Kriterienkatalog zu erstellen, den die Abbruch- und Entsorgungsunternehmen zu erfüllen haben.

Schadstofferkennung und Recycling

Nach den umfassenden Vorbereitungen konnte dann die eigentliche Projektphase beginnen: Die Messehallen, das Messe- und Congress-Centrum sowie die Straßen auf dem Messegelände wurden abgerissen beziehungsweise zurückgebaut. Als besondere Herausforderung erwiesen sich dabei die Höhenunterschiede von bis zu 22 Metern, die mit Maschinen und Geräten auf dem Gelände überwunden werden mussten. Die Geländekanten wiesen einen Höhenunterschied von bis zu zehn Metern auf. Auch die Mengen an Bauschutt waren gigantisch. Alleine 50 Tonnen asbesthaltige Materialienkamen zusammen, zudem 500 Tonnen künstliche Mineralfasern, die fachgerecht ausgebaut und entsorgt werden mussten. An teerhaltigen Gebäudematerialienfielen rund 3.000 Tonnen an. Verbundmaterialien wurden darüber hinaus in arbeitsintensiven Prozessen getrennt, um Entsorgungskosten zu sparen. So wurden in erheblichem Umfang teer- und bitumenhaltige Schichten von Betondecken abgefräst. Nicht schadstoffhaltiges Baumaterial wurde von dem belasteten getrennt und konsequent wiederverwertet. Rund 220.000 Tonnen wurden vor Ort für den Wiederaufbau aufbereitet und für die Profilierung und die Nachnutzung des Geländes eingesetzt. Das schonte nicht nur das Budget, sondern auch die Ressourcen. Trotzdem wurden noch rund 200.000 Kubikmeter Beton und anderes Verfüllungsmaterial aus anderen Baustellen zum Aufschütten des Geländes benötigt. Sie kamen von den Umbauarbeiten an der Mercedes-Benz-Arena und dem Bau der Stuttgarter Stadtbahnlinie U15.

Ressourcenschonendes Baumanagement und Nachhaltigkeit

Während der gesamten Rückbauphase war Arcadis für die Bauüberwachung, die umwelttechnische Fachbauüberwachung sowie für die Sicherheits- und Gesundheitskoordination zuständig. Die Beeinträchtigung der Anwohner in der Nachbarschaft durch Lärm und Staub sollte so weit wie möglich vermieden werden. Auch eine U-Bahn-Station mit angrenzender Außenwand an das Baugelände erforderte besondere Umsicht, Planung und Koordination der Abrissmaßnahmen. Auf einem Teil des Areals entwickelte ein Investor das inzwischen in vielerlei Hinsicht als innovativ und zukunftsweisend geltende Einkaufs- und Wohnquartier Killesberghöhe. Von Beginn an waren hier die Anrainer in den Architekturwettbewerb und die Bauphase eingebunden. Außerdem wurde die Killesberghöhe als erstes neu errichtetes Stadtquartier in Deutschland von der Deutschen Gesellschaft für nachhaltiges Bauen (DGNB) mit einem Zertifikat in Gold ausgezeichnet. Auch an diesem Projekt war Arcadis beteiligt: Das Unternehmen plante die Baugrube, moderierte, führte Workshops durch und bewertete schließlich das Stadtquartier anhand der DGNB-Kriterien. Um die Voraussetzungen für den Erhalt dieses DGNB-Siegels zu erfüllen, waren immerhin 45 Kriterien einzuhalten. Ein wesentlicher Bestandteil war die Aufbereitung des Baugeländes im Rahmen eines ressourcenschonenden Baumanagements, wie es in dem Rückbauprojektumgesetzt worden war.
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