Sonder­forschungs­bereich/Transregio 280

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert drei Sonderforschungsbereiche (SFB) an der TU Dresden in den kommenden vier Jahren mit insgesamt rund 29 Millionen Euro. Neu eingerichtet werden zwei SFB zu den Forschungsgebieten Carbonbeton und 2D-Materialien. Ein SFB der Psychologie wird zum zweiten Mal verlängert. „Dies ist eine hervorragende Nachricht für die TU Dresden und unterstützt die weitere Entwicklung der Universität“, sagt Rektor Prof. Hans Müller-Steinhagen. „Den drei Sprechern und ihren Teams gratuliere ich von Herzen und wünsche Ihnen viel Erfolg bei ihren ambitionierten Vorhaben.“

Neue Baukunst: SFB/TR 280 „Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonbetonstrukturen – Grundlagen für eine neue Art zu bauen“

Neue Materialien ermöglichen neue Bauformen und Konstruktionsarten. Was so einfach klingt, ist in der Realität oft ein langer Weg. Im Bauwesen dauern Innovationsprozesse aufgrund hoher Anforderungen an Sicherheit und Dauerhaftigkeit und wegen aufwändiger Normungs- und Zulassungsverfahren besonders lange. Dies gilt auch und insbesondere für leistungsfähige Baustoffkombinationen wie Textil- und Carbonbeton, die einen Paradigmenwechsel oder gar eine Revolution im Bauen mit Beton, dem weltweit mengenmäßig wichtigsten Baustoff, mit sich bringen werden. Mit Carbonbeton können der enorme Ressourcenverbrauch und der CO₂-Ausstoß der Bauindustrie wesentlich verringert, aber auch zusätzliche Funktionen erschlossen werden. Erste Bauprojekte verdeutlichten aber, dass trotz der neuen Möglichkeiten weiter nach traditionellen, dem Stahlbeton entlehnten Konstruktionsprinzipien gebaut wird, herkömmliche Materialien also lediglich substituiert werden. Erst in Verbindung mit intelligenten Konstruktionsstrategien wird das volle Potenzial des innovativen Werkstoffs Carbonbeton zukünftig ausgenutzt werden.

Während in vorangegangenen Forschungsprojekten die Grundlagen und die Anwendbarkeit des neuen Materials Carbonbeton untersucht wurden, werden in diesem SFB/TRR mit insgesamt 26 Forschenden neue Konstruktionsstrategien für Carbonbeton erforscht. Ziel ist es, dass das neue Materialkomposit Carbonbeton das bisherige Material Stahlbeton nicht nur ersetzt, sondern dass neue Wege des Konstruierens gefunden werden, die speziell auf die Eigenschaften von Carbonbeton zugeschnitten sind, um das volle Leistungspotenzial von Carbonbeton ausschöpfen zu können.

Baustoffgerechte Methoden für das Entwerfen, Modellieren und Konstruieren mit neuen Werkstoffen bedürfen einer tiefergehenden Grundlagenforschung, eines ganzheitlichen Ansatzes. Für Carbonbeton bedeutet dies werkstoffgerechte Leichtbauprinzipien. Zentrale Ideengeber für innovative Bauelemente, die Kräfte überwiegend durch Normalspannungen abtragen, sind sowohl die Botanik als auch weitere bauferne Fachbereiche wie etwa Mathematik und Kunst. Dabei ist die Entwicklung neuartiger Strukturen eng verknüpft mit Fragen der Herstellbarkeit unter Berücksichtigung einer begleitenden produktbezogenen Nachhaltigkeitsbewertung und einer adäquaten Weiterentwicklung des Werkstoffkomposits selbst. Die als zielführend erkannten Konstruktionsstrategien ermöglichen eine vollkommen andere Formensprache. Die neuen Konstruktionsstrategien und Werkstoffkombinationen reduzieren Ressourcen- und Energieverbrauch durch bisher unbekannte Leichtbauprinzipien bei gleichzeitig hoher Gebrauchstauglichkeit, Tragsicherheit und Dauerhaftigkeit und spiegeln sich auch in einer anspruchsvollen Ästhetik wider, die sich zu einer neuen „Kunst des Bauens“ entwickeln kann. Der langjährige Forschungsverbund von TUD und RWTH bündelt die vorhandenen exzellenten Kompetenzen und wird bei der Erforschung des materialminimierten Bauens mit mineralischen Kompositen eine international sichtbare Vorreiterrolle einnehmen.

Sprecher: Prof. Manfred Curbach, TU Dresden
Partner: TU Dresden, RWTH Aachen University, IPF Dresden
Fördersumme: ca. 12 Mio. Euro