Forschung & Innovation

Neue Materialkultur in der Architektur

Einsatz von nachwachsenden Rohstoffen im Bauwesen

09.11.2021 - Der Bausektor ist laut UN für etwa 38 % der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. Auch in der Architektur hat deshalb der Nachhaltigkeitstrend längst Einzug gehalten.

Das Bauwesen steht so vor mehreren Herausforderungen. Für Planer und Architekten von Gebäuden gilt, künftig weniger bzw. recycelte oder besser noch natürliche Ressourcen zu verwenden, innovative Konstruktionsverfahren anzuwenden und ihren Bauwerken zusätzliche Funktionen zu verleihen..

Beispiele für innovative Konstruktionen liefert das Exzellenzcluster „Integratives computerbasiertes Planen und Bauen für die Architektur (IntCDC)“ der Universität Stuttgart zuhauf. So haben Forschende des IntCDC unlängst auf der 17. Internationalen Architekturausstellung in Venedig eine bewohnbare Installation präsentiert, die vollständig aus robotergefertigten, faserförmigen Bauelementen besteht. „Maison Fibre" ist das erste mehrstöckige Bauwerk seiner Art, das vollständig aus Faserverbundwerkstoffen besteht und noch vor wenigen Jahren nicht hätte entworfen oder gebaut werden können. Noch ist diese hochinnovative Bauweise den geltenden Bauvorschriften weit voraus.

Die gesamte Struktur besteht ausschließlich aus so genannten Faserrovings, im Wesentlichen aus endlosen, unidirektionalen Faserbündeln. Während „Maison Fibre“ noch weitgehend auf Glas- und Carbonfasersysteme zurückgreift, zeichnet sich für die nahe Zukunft eine erhebliche Erweiterung des Materialspektrums ab: von Mineralfasersystemen, die extremen Temperaturbelastungen standhalten, bis hin zu Naturfasersystemen, die innerhalb eines Jahreszyklus wachsen.

In einem gemeinsamen Projekt mit der Universität Freiburg haben die Stuttgarter einen Leichtbau-Pavillon entworfen. Mit diesem – nach dem Freiburger Exzellenzcluster Living, Adaptive and Energy-autonomous Materials Systems (livMatS) benannten – „livMatS Pavillon“ präsentiert das Team ein Modell für eine nachhaltige, ressourceneffiziente Alternative zu konventionellen Bauweisen.

Als Inspiration für die netzförmige Anordnung der Naturfasern dienten Kakteen. Die tragende Struktur des Bionik-Pavillons besteht aus robotisch gewickelten Flachsfasern, einem von Natur aus nachwachsendem und biologisch abbaubaren Material. Sie haben das Potenzial, insbesondere in Kombination mit effizientem Leichtbau, den ökologischen Fußabdruck von Gebäuden deutlich zu reduzieren. Der livMatS-Pavillon ist mit einer wasserdichten Polycarbonathaut überzogen, die die Fasern vor direkter UV-Strahlung und Feuchtigkeit durch Regen oder Schnee schützt.

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