An ersten Probeläufen mit dem Scanner beteiligten sich im Rahmen des Forschungsprojekts Jan Granzow, Prof. Thomas Vinson, Moritz Hoffart, Prof. Christine Döbert und Philip Traine (von links nach rechts). Bild: Thomas ReinoldDie Entwicklung neuartiger und ressourcenschonender Baukonstruktionen hat ein Forschungsvorhaben der Technischen Hochschule Mittelhessen zum Ziel. Als Baumaterialien stehen dabei Abfallprodukte aus der holzverarbeitenden Industrie und Teile im Fokus, die beim Abbruch von Betonbauwerken anfallen.

Das Forschungsprojekt mit dem Titel „Nachhaltige Sichtbarmachung als tragendes und ästhetisches Element in der Architektur“ wird durch die hessische Landes-Offensive zur Entwicklung wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) mit insgesamt rund 285.000 Euro gefördert. Die Leitung hat Prof. Dr. Christine Döbert vom Fachbereich Bauwesen der THM. Zusätzlich sind in diesem interdisziplinären Forschungsprojekt zwischen den Fachgebieten Architektur und Bauingenieurwesen die Professoren Achim Vogelsberg und Bartosz Czempiel eingebunden. Unterstützung erfährt das Forschungsteam in Fragen der Gestaltung durch den international renommierten Künstler Thomas Vinson.    

Etwa die Hälfte aller weltweit verarbeiteten Rohstoffe wird gegenwärtig für Gebäude, Straßen und Brücken genutzt. Zudem erzeugen die Herstellung der Materialien und die Bauprozesse enorme Mengen an klimaschädlichem CO2. Das verdeutlicht Dringlichkeit und Stellenwert von Nachhaltigkeitsinitiativen in der Bauwirtschaft.  

Das Projekt der THM versteht sich als Beitrag zur Entwicklung einer ressourcenschonenden Baukultur, die zugleich durch einen hohen gestalterischen Anspruch geprägt ist. Es setzt bei den Erfahrungen an, die ein studentisches Team des Fachbereichs Bauwesen 2020 im Rahmen eines bundesweiten Wettbewerbs gesammelt hat. Seinerzeit ging es um den Entwurf für ein Bauwerk, das modellhaft eine Architektur der Energiewende vorführt. Das Gießener Konzept, das die Gestaltung eines Pavillons beispielhaft demonstriert und mit dem Zweiten Preis ausgezeichnet wurde, griff auf Abfälle aus der Leimholzproduktion zurück und wählte für die Konstruktion ein exakt bemessenes Restholzmodul. 

Beim aktuellen Vorhaben richtet sich das Interesse einerseits auf Verwertungsmöglichkeiten für Abfallprodukte aus der holzverarbeitenden Industrie, die in der Regel verbrannt werden. Deren Tauglichkeit für innovative Tragestrukturen und architektonische Elemente wird untersucht. Einen weiteren Schwerpunkt bilden Objekte aus Beton. Dieser Baustoff wird trotz bekannter Nachteile – ein starker Ressourcenverbrauch bei der Herstellung verbunden mit hohen CO2-Emissionen – auch künftig in der Praxis unersetzbar bleiben. Deshalb analysiert die Forschungsgruppe Verfahren zur Wieder- und Weiterverwendung von Beton nach dem Rückbau. Dabei sollen vor allem ganze Bruchkörper unter dem Aspekt betrachtet werden, ob sie möglichst großteilig für neuartige Baukonstruktionen in Frage kommen. Denn die bisher übliche Zerkleinerung von Abbruchmaterial kostet viel Energie.

Der Plan des Forschungsprojektes, das noch bis zum Herbst 2024 läuft, sieht als grundlegenden Schritt das dreidimensionale Scannen von Holzreststücken und Abbruchkörpern vor. Die so gewonnenen 3D-Modelle werden in einer Datenbank erfasst und können bei der Konzeption neuer Baukomponenten automatisch in die Modellierung einbezogen werden. Hier geht es auch um die Klärung der Frage, wie zwischen den Holzstücken und Betonobjekten jeweils die Verbindung für eine verlässliche Tragstruktur geschaffen werden kann.

Im Fall der Betonbruchkörper werden neben konventionellen Techniken auch Anwendungsmöglichkeiten des 3D-Betondrucks untersucht, der ein großes Potenzial bei der Entwicklung neuer architektonischer Formen eröffnet. Was die Baugeometrie betrifft, erwartet Prof. Döberts Team von dem Projekt innovative Gestaltungsansätze. Von allen konstruktiven Resultaten in Holz und Beton sollen im Labor dreidimensionale Modelle angefertigt werden, um die Tragfähigkeit der Strukturen experimentell nachweisen zu können.