Aktuelle Projekte

Inhaltsverzeichnis

    1. Zwanzig20 – C3 – Teilvorhaben VI.13 „Branchenübergreifender Einsatz von recycelten Carbonfasern aus C³-Bauteilen“
    2. Internationales Kooperationsforschungsvorhaben Industrie 4.0
    3. ZIM-Kooperationsforschungsprojekt „RecyZ²: Entwicklung und Charakterisierung nachhaltiger Ziegelrecyclat-Zementwerkstoffe und ihre bautechnische Verwendung“
    4. CONPrint3D®-Ultralight - Herstellung monolithischer, tragender Wandkonstruktionen mit sehr hoher wärmedämmung durch schalungsfreie formung von Schaumbeton
    5. Green Heat³ - Entwicklung innovativer Energieversorgungstechniken und -strukturen mit den Kernkomponenten modularer Großwärmespeicher und Maxianlage Solarthermie

Zwanzig20 – C3 – Teilvorhaben VI.13 „Branchenübergreifender Einsatz von recycelten Carbonfasern aus C³-Bauteilen“

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter JEHLE, Dipl.-Ing. Jan KORTMANN

Im Rahmen des Vorhabens VI.13 aus dem Verbundprojekt „Zwanzig20 – C³ Carbon Concrete Composite“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung soll untersucht werden, inwieweit aufbereitete Carbonfasern (rCF) aus recycelten Carbonbetonbauteilen (C³-Bauteile) als hochwertiger Rohstoffersatz für weitere Carbonfaseranwendungen dienen können. Es sind dabei neuartige rCF-Garnkonstruktionen sowie neuartige rCF-Textilstrukturen zu entwickeln, die primär wieder im Bauwesen, aber auch in anderen Bereichen eine ressourceneffiziente und wirtschaftliche Anwendung finden. Die rCF könnten branchenübergreifend die bisherigen Materialien in den Bereichen Automobil-, Schiffs- und Luftfahrzeugbau, Maschinen-, Behälter- und Anlagenbau, Stadtmobiliar und Beschilderungen und beim Bau von Sportgeräten ersetzen oder sinnvoll ergänzen. Die Ausgangsbasis für die zu entwickelnden rCF-Garnkonstruktionen sind recycelte Carbonfasern und Carbonfaserbündel, die beim Abbruch und Recycling von C³-Bauteilen anfallen und aufbereitet werden. Alternativ werden rCFs aus anderen Branchen, wie z. B. aus der Automobil- und Luftfahrzeugtechnik, betrachtet.

Projektbeteiligte Forschungseinrichtungen:
TU Dresden – Institut für Baubetriebswesen (Verbundkoordinator)
TU Dresden – Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik
Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH

Laufzeit: 04/2018 bis 09/2019

Internationales Kooperationsforschungsvorhaben Industrie 4.0

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens OTTO, Dipl.-Ing. Martin KRAUSE

Ziel des Forschungsvorhabens digiCON² – digital concrete construction ist die Entwicklung der digitalen Prozesskette zur Herstellung von 3D-gedruckten Betonwänden direkt auf der Baustelle. Diese Technologie ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg zur Einführung des Industrie 4.0-Konzeptes in das Bauwesen. Mit den vorangegangenen Forschungsarbeiten zum Beton-3D-Druckverfahren CONPrint3D® konnte die theoretische Machbarkeit aus den Bereichen Maschinentechnik, Baustofftechnologie und Baubetriebswesen nachgewiesen werden. Um den automatisierten Bauprozess qualitätssicher in der Praxis einsetzen zu können, ist ein zuverlässiges Datenmanagementsystem zu entwickeln. Die notwendigen Steuerungsdaten werden zunächst aus einem BIM-Gebäudemodell extrahiert. Anschließend findet das „Slicing“ des Modells statt. Dabei werden die 3D-Modelldaten in druckfähige Schichten aufgeteilt und optimierte Druckpfade definiert. Im Ergebnis werden Steuerungsdaten für die Maschine im Format G-Code ausgegeben. DigiCON² schließt damit die Lücke der Datenverarbeitung zwischen CAD-Daten, die gemeinsam mit Stoffdaten als Input in einem BIM-Modell vorhanden sind und der notwendigen Maschinensteuerungsdaten als Output, die den physikalischen Bauprozess mit Beton ermöglichen. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen umfangreiche F&E-Arbeiten in den Bereichen Software Engineering, IT-Applikation für Produktion, Prozesssimulation, Datenfluss und datengesteuerte Systeme sowie Systemintegration durchgeführt werden.

Das Projekt wird durch Mittel des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen eines Deutsch-Tschechischen Kooperationsvorhabens gefördert. Das Forschungsprojekt unterstützt
die Zusammenarbeit insbesondere kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) aus Deutschland mit KMU aus Tschechien im Bereich Industrie 4.0. Beteiligte Forschungseinrichtungen der TU Dresden sind: das Institut für Baustoffe, die Professur für Baumaschinen und das Institut für Baubetriebswesen. Als deutsches Praxisunternehmen ist die Cerion GmbH und als tschechisches Unternehmen Červenka Consulting an der Entwicklung beteiligt.

Projektbeteiligte Forschungseinrichtungen:
TU Dresden, Institut für Baustoffe
TU Dresden, Professur für Baumaschinen
TU Dresden, Institut für Baubetriebswesen

Forschungspartner:

Cerion GmbH (Projektleitung)
Červenka Consulting

Laufzeit: 01/2018 – 12/2019
 

ZIM-Kooperationsforschungsprojekt „RecyZ²: Entwicklung und Charakterisierung nachhaltiger Ziegelrecyclat-Zementwerkstoffe und ihre bautechnische Verwendung“

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens OTTO, Dipl.-Ing. Carolin SENKEL, Dipl.-Ing. Lukas Hammel

Im Rahmen des Förderprogramms „Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie leitet das Institut für Baubetriebswesen gemeinsam mit anderen interdisziplinär ausgerichteten Instituten der TU Dresden seit Oktober 2017 ein Kooperationsforschungsprojekt mit einem innovativen mittelständischen Bauunternehmen. Im Rahmen des Forschungsprojekts wird das Thema Nachhaltigkeit von Ziegel-Beton-Recyclingmaterial betrachtet. Dabei wird das Ziel verfolgt, Ziegelbruch zu recyceln und unter Beachtung wirtschaftlicher, materialspezifischer, umweltökonomischer sowie ökologischer Aspekte weiterführend einzusetzen.

Laufzeit: 10/2017 – 10/2019
 

CONPrint3D®-Ultralight - Herstellung monolithischer, tragender Wandkonstruktionen mit sehr hoher wärmedämmung durch schalungsfreie formung von Schaumbeton

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens OTTO, Dipl.-Ing. Martin KRAUSE

Seit 2014 wird an der TU Dresden auf interdisziplinärer Ebene an der Entwicklung eines innovativen Betonbauverfahrens geforscht. Innerhalb des abgelaufenen Forschungsprojektes zum Beton-3D-Druck konnten die Grundlagen für das automatisierte und schalungsfreie Bauverfahren CONPrint3D® (Concrete ON-site 3D-Printing) geschaffen werden. Basierend auf dem Prinzip der Extrusion sollen die Betonbauteile kontinuierlich durch 3D-Formung von Frischbeton hergestellt werden. Das Projektteam erhielt im April 2016 für die Forschungsarbeiten den bauma-Innovationspreis 2016 in der Kategorie „Forschung“.
Die Forschungstätigkeit wird nun mit dem Anschlussvorhaben CONPrint3D® ultralight fortgesetzt. Das Projekt wird durch Mittel der Forschungsinitiative „Zukunft Bau“ des Bundesministeriums für Bau, Stadt- und Raumforschung (BBSR) gefördert. Im Rahmen des Forschungsprojektes sollen die baustofflichen, maschinentechnischen und baubetrieblichen Voraussetzungen für das schalungsfreie, kontinuierliche Bauen mit Schaumbeton geschaffen werden (3D-Druck mit Schaumbeton). Im Fokus steht die Entwicklung eines druckfähigen Schaumbetons und eines geeigneten Druckkopfes. Der Schaumbeton muss pumpbar, nach Austritt am Druckkopf formbeständig und nach Aushärtung ausreichend tragfähig für konstruktive Anwendungen sein und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Schwerpunkt der baubetrieblichen Untersuchungen sind Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen und Nachhaltigkeitsstudien zur neuen Schaumbeton-Drucktechnologie sowie die Sicherstellung eines durchgängigen Datenmanagements von der digitalen Planung bis zur Fertigung.


Projektbeteiligte Forschungseinrichtungen:
TU Dresden, Institut für Baustoffe (Projektleitung)
TU Dresden, Professur für Baumaschinen
TU Dresden, Institut für Baubetriebswesen

Forschungspartner:
BAM Deutschland AG
Kniele GmbH
MC Bauchemie
Opterra GmbH
Robert Bosch GmbH

Laufzeit: 06/2017 – 05/2019
 

Green Heat³ - Entwicklung innovativer Energieversorgungstechniken und -strukturen mit den Kernkomponenten modularer Großwärmespeicher und Maxianlage Solarthermie

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. Jens OTTO, Dipl.-Ing. Romy ADAM

Im Rahmen des Programmes „Anwendungsorientierte nichtnukleare FuE im 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung; Energieoptimierte Gebäude und Quartiere – dezentrale und solare Energieversorgung“ gefördert vom BMWI, soll in Form einer Machbarkeitsstudie die Umsetzung einer Maxianlage Solarthermie und einem modularen Großwärmespeicher mit Einbindung in das Fernwärmenetz Dresden untersucht werden. Der Sicherstellung der Wärmeversorgung kommt eine Schlüsselfunktion bei der Gestaltung der Zukunftsfähigkeit urbaner Räume zu. Die Landeshauptstadt Dresden verfügt - wie viele Städte Deutschlands und Europas - über ein historisch gewachsenes Fernwärmeversorgungssystem, das es für diese Veränderungen umzugestalten gilt. Ziel des Vorhabens ist es, notwendige innovative Energieversorgungstechniken und -strukturen zu entwickeln. Gekoppelt an die neuartige Kernkomponente modularer Großwärmespeicher sowie der ebenfalls modularen Maxianlage Solarthermie (partiell auch in Überbauung des Speichers installiert) soll eine technologisch neuartige und langfristig wirtschaftliche Lösung entwickelt werden. Die baubetriebliche Aufgabe besteht in der Auswahl geeigneter Konstruktionen für den modularen Großwärmespeichers mit anschließender wirtschaftlicher Untersuchung hinsichtlich der Herstellungskosten für verschiedene Varianten. Darauf aufbauend wird die Realisierbarkeit auf Grundlage des gesetzten Kostenrahmens analysiert.

Teilnehmer:
DREWAG – Stadtwerke Dresden GmbH
TU Dresden – Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung
TU Dresden – Institut für Baubetriebswesen
TU Dresden – Professur für Landschaftsplanung
TU Dresden – Professur für Bodenmechanik und Grundbau

Laufzeit: 12/2016 – 11/2018
 

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Gudrun Radloff
Letzte Änderung: 05.12.2018