Wolf-Hagen Pohl, Stefan Horschler, Renate Pohl, Gerd Hauser, Horst Stiegel
Niedrigenergiehäuser unter Verwendung des Dämmstoffes Styropor
Bauforschung für die Praxis, Band 31
Teil 1. Konstruktionsempfehlungen und optimierte Anschlußsituationen (Details). Teil 2. Quantitative Darstellung der Wirkung von Wärmebrücken
1997, 294 S., Abb., Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Im 1. Teil geben die Autoren eine verständliche Einführung in die komplexe Thematik des Niedrigenergiehauses. Es werden Systemlösungen für die Außenbauteile vorgestellt, wobei die in der Praxis üblichen Bautechniken berücksichtigt werden. Bei der Entwicklung wurden baustoffspezifische Aspekte (z.B. Dämmstoff Styropor), Anschluß- und Durchdringungssituationen im Bereich der wärmeübertragenden Umfassungsfläche des Hauses, die Wirkung stofflich/geometrischer Wärmebrücken, die Forderung nach Luftdichtheit und handwerkliche Belange gleichermaßen berücksichtigt. Für den Bereich des Wohnungsbaus bzw. für Gebäude mit wohnraumähnlicher Nutzung wurden die wichtigsten Anschlußpunkte (Details) erarbeitet. Praxisbezogene Erläuterungen stellen sicher, daß die Ergebnisse auch auf die spezielle Situation des realen Einzelfalls übertragen werden können. Die Wärmedämmeigenschaften der Außenbauteile hängen nicht nur von den Wärmedurchgangskoeffizienten (k-Werten) der einzelnen Außenbauteile ab, sondern auch von der Ausbildung der Anschlußbereiche. Da die zuständige Norm DIN 4108 "Wärmeschutz im Hochbau" dieser Problematik nicht gerecht wird, werden im 2. Teil des Berichts Standardlösungen von Anschlußdetails erarbeitet und in ihrer Wirkung quantifiziert. Dem Planer werden dadurch wichtige Bemessungsgrundlagen an die Hand gegeben.

Mathias Näther, Venkatesh Naidu Nerella, Martin Krause, Günter Kunze, Viktor Mechtcherine, Rainer Schach
Beton-3D-Druck - Machbarkeitsuntersuchungen zu kontinuierlichen und schalungsfreien Bauverfahren durch 3D-Formung von Frischbeton. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3024
2017, 102 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Additive Fertigungsverfahren wie der 3D-Druck revolutionieren momentan verschiedenste Bereiche der Industrie und begeistern mit beinahe unbegrenzten Anwendungsmöglichkeiten und Materialvielfältigkeit. In der Bauindustrie wird das Produktionsverfahren hauptsächlich im Bereich des Beton-Fertigteilbaus vorangetrieben. Um die Einsatzgebiete zu erweitern entwickelte ein Team aus verschiedenen baurelevanten Disziplinen im Projekt eine Technologie, die den 3D-Druck in Zukunft direkt auf die Baustelle bringen soll. Kern des Verfahrens ist der schichtenweise Austrag eines schnell erhärtenden Spezialbetons aus einem Druckkopf. Der Druckkopf wird geometrisch präzise mit Hilfe eines Großraumroboters geführt. Die Steuerung des gesamten Prozesses erfolgt über Datentypen, die vor allem Geometrie- und Stoffdaten enthalten und aus speziell aufbereiteten Bauwerksmodellen generiert werden.

Stefan Winter, Klaudius Henke, Daniel Talke
Additive Fertigung frei geformter Bauelemente durch numerisch gesteuerte Extrusion von Holzleichtbeton. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 3002
2016, 85 S., zahlr. Abb. u. Tab., Softcover
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Das Forschungsvorhaben "Additive Fertigung frei geformter Bauelemente durch numerisch gesteuerte Extrusion von Holzleichtbeton" hat die Entwicklung eines Verfahrens zum Gegenstand, mit dem frei geformte, großformatige Bauteile aus Holzleichtbeton auf der Grundlage eines digitalen Modells automatisch und ohne den Einsatz von bauteilspezifischen Werkzeugen als Einzelstücke oder in Kleinserien hergestellt werden können. Hierbei wird die zu fertigende Geometrie aus einer Serie aufeinanderfolgender, horizontaler Schichten aufgebaut. Die einzelne Schicht wird erzeugt, indem ein Strang fließfähigen Materials aus einer bewegten Ausbringvorrichtung (Dispenser) gezielt ausgebracht wird. Die Führung des Dispensers übernimmt eine numerisch gesteuerte Einheit (Raumportal, Industrieroboter). Im Unterschied zu vergleichbaren, rein auf mineralischen Materialien basierenden Lösungsvorschlägen kommt hier, in Verbindung mit dem Bindemittel Zement, zusätzlich der nachwachsende Rohstoff Holz zur Anwendung. Dies bringt Vorteile für den Fertigungsprozess mit sich (kleinere Masse, bessere Bearbeitbarkeit etc.), als auch für die Eigenschaften des erhärteten Baustoffs (geringes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit etc.). Aufgrund der Verbindung von Freiformgeometrie und Einzelfertigung einerseits mit Leichtigkeit und Dämmfähigkeit andererseits sind die Haupteinsatzgebiete des Verfahrens in der Herstellung von formoptimierten Hüll- und Tragwerkselementen sowie in der Einpassung von Bauteilen in den Baubestand zu sehen.

Frank Hülsmeier, Alexander Kahnt, Otto Grauer, Stefan Huth, Susanne Kirmse, Matthias Tietze
vakutex. Vakuumgedämmte Fassadenelemente aus Textilbeton. Abschlussbericht
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2872
2013, 251 S., zahlr. Abb. u. Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Die ökologischen und energetischen Anforderungen an die Gebäudehülle werden sich in den nächsten Jahren weiter erhöhen. Unter Verwendung üblicher Materialien zieht dies eine kontinuierliche Verstärkung der Außenwandaufbauten nach sich. Um dem entgegenzuwirken, bieten sich neue Lösungen mit Konstruktionen aus mikro- bis nanostrukturierten Materialien an, die durch Wärmeleitfähigkeitsreduktion, Festigkeits-, Wärmekapazitäts- und Qualitätserhöhung schlankere Bauteile ermöglichen. Ziel des Forschungsvorhabens war es, eine extrem leichte und energieeffiziente Gebäudehülle in Sichtbetonoptik zu entwickeln. Durch die Kombination innovativer Verbundwerkstoffe wie Textilbeton, Vakuumisolationspaneele (VIP), Latentwärmespeicher-Materialien (PCM) und glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) konnte eine minimale Bauteildicke von nur 11 cm erreicht werden, die alle Anforderungen zukünftiger Fassaden erfüllt. Während der zweijährigen Forschungsarbeit wurden architektonische, baukonstruktive, bauphysikalische, ökologische und ökonomische Betrachtungen angestellt und bewertet. Im Ergebnis stand die Erstellung eines Demonstrators, der wie folgt aufgebaut ist (von außen nach innen): 1,5 cm Textilbetonplatte / 0,5 cm Kunststoffwellplatte / 3,0 cm Vakuumisolationspaneel / 2,5 cm Vakuumisolationspaneel / 0,5 cm Kunststoffwellplatte / 3,0 cm Textilbetonplatte / Gesamt: 11,0 cm.

Bernhard Weller, Susanne Rexroth
Adaption und Weiterentwicklung der Photovoltaik-Dünnschichttechnologie für Kompositpaneele mit teils farbigem Glas für den Einsatz in vorgehängten hinterlüfteten Fassaden
Forschungsinitiative Zukunft Bau, Band F 2711
2009, 145 S., 50 Abb., 12 Tab.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

In der Architektur trifft das additive Anbringen von Photovoltaikelementen auf oder an Gebäuden bisher auf verhaltene Akzeptanz. Das Forschungsprojekt befasst sich mit der Adaption und Weiterentwicklung der Photovoltaik (PV) -Dünnschichttechnologie für Kompositpaneele in vorgehängten hinterlüfteten Fassaden, die ästhetisch überzeugen und sich ohne Mehraufwand in Planung und Bauablauf einfügen. Die neuen PV-Module, appliziert auf Standard-Fassadenelemente, sind teils mit farbigem Deckglas ausgerüstet. Ein interdisziplinäres Team aus Wissenschaft, Industrie und Praxis erarbeitete die Voraussetzungen, um die in einem EU-Projekt entwickelten Solarmodule mit einem breiten Spektrum an Oberflächen und Farben in ein kommerzielles Fassadensystem zu integrieren. Die Arbeit umfasst architektonische, baurechtliche und bauverfahrenstechnische, physikalische und elektrotechnische Anforderungen sowie Wirtschaftlichkeitsanalysen für die neue Anwendung. Wesentliches Projektergebnis ist der Prototyp eines innovativen Kompositpaneels mit flexibler Farb- und Oberflächengestaltung, das Fassadenbekleidung und PV-Modul zugleich ist. Es besteht aus einer Trägerplatte aus geschäumtem Recyclingglas und einem aufgeklebten Solarmodul. Da hierfür ein vollflächiger Modulverbund erforderlich ist und sichtbare Randstreifen störend sind, mussten die bestehenden PV-Elemente modifiziert werden. Durch die verdeckte Befestigung der Paneele auf der Rückseite ergibt sich eine optisch homogene und uneingeschränkt zur Energieerzeugung nutzbare Vorderseite. Die Unterkonstruktion erlaubt individuelle Dämmstoffdicken auf der Außenwand. So lassen sich energiesparende Bautechnik und aktive Energieerzeugung ideal kombinieren, gerade auch in der Fassadensanierung. Lebenszyklus-Analysen in Abhängigkeit relevanter Einflussfaktoren konnten in vielen Fällen eine Rentabilität im Vergleich zu einer vorgehängten hinterlüfteten Fassade mit Glaspaneelen nachweisen. Die umfangreichen experimentellen Untersuchungen am Prototypen versprechen ein praxistaugliches und lang

Ernst Salje
Einsatz neuer Schneidstoffe beim Fräsen von Holzwerkstoffen. Abschlußbericht
1989, 154 S.,
Fraunhofer IRB Verlag

 

 

Es wurde die Eignung, das Einsatzverhalten und die Wirtschaftlichkeit der Anwendung von "neuen" hochharten Schneidstoffen wie beschichtetes Hartmetall, Mischkeramik und Polykristalliner Diamant beim Fräsen der Schmalflächen von kunststoffbeschichteten Spanplatten experimentell untersucht. Vergleichsschneidstoff war konventionelles, heute üblicherweise verwendetes Hartmetall K05. Mess- und Kenngrößen von Zerspanprozeß und Arbeitsergebnis waren Schneidversatz, Schnittkraft, Werkstück-Kantenscharfigkeit und Fertigungseinzelkosten. Die geringsten Kosten verursachten PKD und ein neu entwickeltes Feinstkornhartmetall. Mögliche Kosteneinsparungen gegenüber K05 betrugen für ein praxisnahes Berechnungsbeispiel bis zu 23 Prozent. TiN- und TiC-Beschichtungen auf Hartmetall sowie Mischkeramik erwiesen sich für das Fräsen von beschichteten Spanplatten als ungeeignet oder unwirtschaftlich. (ka)