Sonderforschungsbereich/Transregio 280
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.
Konstruktionsstrategien für materialminimierte Carbonstrukturen. Grundlagen für eine neue Art zu bauen.
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.
Ziel ist das Schaffen von Grundlagen für das Bauen der Zukunft: vollständig neu gedachte Konzepte für Entwurf, Modellierung, Konstruktion, Herstellung und Nutzung von nachhaltigen ressourceneffizienten Bauelementen aus mineralischen Baustoffen.
Förderphase 1 (07/2020-06/2024)
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Manfred Curbach, TU Dresden
Partner: TU Dresden, RWTH Aachen University, IPF Dresden
Fördersumme: ca. 12 Mio. Euro
Förderphase 2 (07/2024-06/2028)
Sprecher: Prof. Dr.-Ing. Steffen Marx
Partner: TU Dresden, RWTH Aachen University, IPF Dresden, Universität Hamburg
Botanischer Garten
Fördersumme: ca. 13,7 Mio. Euro
Projektwebseite: www.sfbtrr280.de