Bauen der Zukunft: Erstes Carbonbeton-Haus entsteht in Dresden

Rund 70 Millionen Kubikmeter Stahlbeton werden pro Jahr im deutschen Bauwesen verbaut. Doch gerade dieser ist alles andere als umweltfreundlich. Damit der Stahl nicht rostet, muss er mit einer dicken Schicht Beton verkleidet werden. Das verbraucht große Mengen wertvoller Ressourcen wie Sand, Kies, Zement oder Wasser und verursacht deutliche CO²-Emissionen.

Eine Alternative könnte zukünftig der Verbundwerkstoff Carbonbeton sein und so das Bauwesen deutlich nachhaltiger gestalten. Mittlerweile beteiligen sich mehr als 140 Forschungseinrichtungen, Baufirmen und öffentliche Einrichtungen an dem deutschen Bauforschungsprojekt „C³“ (Carbon - Concrete - Composite); das Bundesministerium für Bildung und Forschung unterstützt das Projekt mit 45 Millionen Euro.

Carbonbeton: Weniger Beton, weniger Energiewaufwand

Gegenüber Stahlbeton verbraucht Carbonbeton deutlich weniger Beton. Das macht den Verbundwerkstoff leichter, filigraner und umweltfreundlicher.

Laut Experten der TU Dresden werden beim Material 80 Prozent und bei CO²-Emissionen 50 Prozent gespart. Der Clou: Trotzdem ist Carbonbeton sechsmal belastbarer als Stahlbeton und haltbarer. Für Stahlbetonbauten schätzt man die typische Nutzungsdauer zwischen 40 bis 80 Jahren; beim Carbonbeton werden mindestens 200 Jahre erwartet.

Kohlenstofffasern: Zehnmal dünner als das menschliche Haar

Schon seit den 90er Jahren forschen Wissenschaftler an der Kombination von Beton und Kohlenstofffasern, die zehnmal dünner sind als das menschliche Haar. In der Herstellung werden rund 50.000 von ihnen zu einem Garn zusammengefasst und zu stab- oder mattenförmigen Strukturen gewebt, die sich später in jede Form bringen lassen. Das Verfahren macht zukünftig deutlich filigranere Bauwerke aus Beton möglich. Auch am Recyclingprozess tüftelt man bereits. Untersuchungen zeigen, dass sich Kohlenstofffasern und Beton trennen und wiederverwenden lassen.

Erstes Carbonbeton-Haus entsteht in Dresden

Auf dem Gelände der TU Dresden entsteht derzeit sogar ein erstes Carbonbeton-Haus. Die verantwortliche Forschungsgruppe will mit dem 220 Quadratmeter großen Neubau „Cube“ von Henn Architekten die Praxis- und Langzeittauglichkeit des Verbundwerkstoffs erforschen, Möglichkeiten der Architektur zeigen und Kosten analysieren.

Das Carbonbeton-Haus besteht aus zwei konstruktiven Bauteilen:

• Mittelpunkt des zweistöckigen Gebäudes ist ein Kubus (BOX), der aus vorgefertigten, vier Zentimeter dünnen Carbonbeton-Fertigteilen aus dem Betonwerk Oschatz in Sachsen besteht. Die serielle Vorfertigung könnte auch im privaten Wohnungsbau zukünftig ein wichtiges Argument für Carbonbeton sein. Transport und Montage der Bauteile sind einfacher möglich; auch die Unfallgefahr für Arbeiter auf dem Bau wird reduziert.

• Das 30 Meter lange und in sich verdrehte Dach (TWIST) besteht aus zwei Lagen Carbonbeton und einer dazwischenliegenden Styropordämmung. Die Herausforderung: Wegen seiner geschwungenen Form lässt sich der Beton nicht in eine Schalung gießen, sondern muss von Hand gespritzt und Stück für Stück aufgebaut werden.

Zukünftig soll das Gebäude Platz für ein Laboratorium und Veranstaltungen der TU Dresden bieten; die Fertigstellung ist im Frühjahr 2022 geplant.