Unsere NEWS

Dezember 2021

Erzgebirgische Tradition trifft Zukunftstechnologie:

Erster 3D-gedruckter Betonschwibbogen aus Chemnitz

Der Schwibbogen ist ein dekoratives Element der Weihnachtszeit, der die Fensterbänke der Häuser ziert. Dabei symbolisieren die Kerzen die besinnliche Atmosphäre der feierlichen Weihnachtszeit – eine alte Tradition, die im 18. Jahrhundert im Erzgebirge ihren Ursprung fand. Dank neuester Entwicklung ist es dem Team des Forschungsbereichs „Leichtbau im Bauwesen“ der TU Chemnitz in Zusammenarbeit mit dem Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete gelungen, den weltweit ersten Schwibbogen mittels 3D-Betondrucktechnologie zu fertigen.

Die Entwicklung automatisierter additiver Technologien zur effizienten Herstellung von Betonfertigteilen sind Schlüssel für den Wandel der Baubranche in naher Zukunft. So etwa befassen sich die Forscher in Chemnitz, unter Leitung von Prof. Sandra Gelbrich, seit über 5 Jahren mit der Entwicklung additiver Fertigungstechnologien. Dabei konnten wissenschaftliche Grundlagen hinsichtlich Material- und Technologieentwicklung geschaffen werden, die aktuell in die Praxis umgesetzt werden. Basis ist ein Roboterkomplex bestehend aus zwei Robotern (Kuka KR 90). Roboter 1 generiert den Materialaustrag über Betonextrusion; Roboter 2 kann durch den Einbau verschiedener Werkzeuge zum Fräsen, Rovings legen oder z. B. für das Positionierung von Ankern flexibel genutzt werden. Über eine Steuerung erfolgt die Regelung des Prozesses. Für die Fertigungsplanung kommt als Software das Add-on des Rhinocerous-CAD-Systems „Grasshopper“ in Kombination mit „KUKA prc“ zum Einsatz. Somit ist ein parametrisches Gestalten zur Erstellung verschiedener Designvarianten mit geringem Zeitaufwand möglich.

Die Idee, Schwibbögen als Referenzbauteil zu drucken, kam den Forschern während einer Projektberatung. So wurden kreative Designvorschläge gesammelt und in technologiegerechte Entwürfe umgesetzt. FiberCrete entwickelte eine geeignete faserbewehrte Betonrezeptur, womit verschiedene Schwibbogenmotive gedruckt wurden. „Dabei kommt es auf die richtige Mischung an, die während der Förderung pumpfähig sein, aber nach dem Austrag schnell ansteifen muss, um den Aufbau mehrerer Schichten zu gewährleisten.“, so Henrik Funke, FuE-Leiter FiberCrete. Weitere Produktentwicklungen im Bereich 3D-Betondruck sind derzeit in Vorbereitung.

Zeitraffervideo 3D-Druck
3D-gedruckter Betonschwibbogen

September 2021

Neuer Glasfaserbeton für Bürogebäude am Nikolaifleet in Hamburg:

Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete entwickelt Faserbeton BetoLamina®-Cast+ für filigrane Sichtbeton-Fassadenelemente

Visualisierung Büro-Gebäude am Nikolaifleet in Hamburg ©MOMENI

Die MOMENI Gruppe entwickelt ein exklusives Bürogebäude in der Tradition der Hamburger Kontorhäuser direkt am Wasser des Nikolaifleets auf der Cremon Halbinsel. Mehrere Patios und Lichthöfen, welche sich im Inneren befinden, gliedern das Bürogebäude optisch und funktional. Die Fassade besteht aus einer Fensterbandfassade, welche von horizontalen und vertikalen Glasfaserbeton-Lisenen in unterschiedlichen Dimensionen unterbrochen wird. So entsteht eine attraktive architektonische Sprache, die passend, aber zugleich sehr markant zum Ausdruck kommt. Der Entwurf kommt vom Hamburger Architekturbüro SKAI – Siemer Kramer Architekten und Ingenieure. Da sich das Bürogebäude direkt am Wasser des Nikolaifleet befindet, muss die komplette Projektabwicklung daraufhin bedacht werden. Die Fassadenelemente auf der Fleetseite, könnten bei extremem Hochwasserstand teilweise unterhalb der Wasserlinie liegen. Sie müssen deshalb von Seiten der Technik und des Materials entsprechend widerstandsfähig ausgerüstet sein. Eine weitere planerische, technische und handwerkliche Herausforderung ist die Konzeption und Montage des Materialverbundes von Aluminium-Glas-Fenstern und Glasfaserbeton-Lisenen. Diese verlangt allerhöchste Präzision, um dem hohen Qualitätsanspruch des Architektenentwurfes gerecht zu werden. Die Medicke Unternehmensgruppe erhielt den Auftrag zur Entwicklung, Produktion und Montage der kompletten Gebäudehülle mit Fassaden und Dachkonstruktion. In Zusammenarbeit von Medicke (GU), der Fiber-Tech Construction GmbH (Produzent) sowie dem Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete (Entwicklung Fassadenelemente, Prüfung, ZiE) erfolgt aktuell die Umsetzung der Gebäudehülle aus Fensterbändern und freigeformten Faserbetonelementen.

Muster-Fassadenelement (Mock-up)

Im Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete wird intensiv an der material- und verfahrens-technischen Weiterentwicklung des entwickelten Glasfaserbetons BetoLamina®-Cast gearbeitet. Ziel ist die Verbesserung der Nachhaltigkeit in Material und Technologie mit dem Fokus der Ressourceneinsparung sowie der Erhöhung der optischen Sichtbetoneigenschaften. Im Projekt „Bürogebäude am Nikolaifleet“ wurde erstmals eine neue Rezeptur „BetoLamina®-Cast+“ zur Herstellung der ca. 2000 m² dünnwandigen horizontalen und vertikalen Glasfaserbeton-Lisenen mit allseitigen Sichtseiten eingesetzt. BetoLamina®-Cast+ ist als 5-Stoff-System aufgebaut und besteht aus sechs Feststoff- und drei Flüssigkomponenten, modifiziert mit integralen alkaliresistenten Glasfasern. Um die gewünschten optischen Eigenschaften reproduzierbar umzusetzen, wurde Weißzement in Kombination mit gelben Gesteinskörnung verwendet. In umfassenden Materialtests wurden: eine hohe mittlere Druckfestigkeit (ca. 87 MPa) und 4-Punkt-Biegezugfestigkeit (ca. 13 MPa, LOP) sowie ein hoher Frost-Tausalz-Widerstand (XF4) nachgewiesen. Für die Befestigung der Fassadenelemente kommen bauaufsichtlich nicht allgemein zugelassene Befestigungsinserts aus nichtrostendem Stahl zum Einsatz, wobei hierfür eine Zustimmung im Einzelfall (ZIE) beantragt wurde. Die Fertigung der filigranen Faserbeton-Lisenen erfolgt in mehrschaligen, geschlossenen Formen im Gießverfahren durch die Fiber-Tech Construction GmbH. Für die Herstellung glatter Sichtseiten kommt eine modulare Schalung zum Einsatz, wodurch eine weitere mechanische Nachbearbeitung nicht notwendig ist. So resultieren qualitativ hochwertigste Fassadenelemente, die neben den sehr hohen Anforderungen an die Sichtqualität auch die gewünschten mechanischen Eigenschaften sowie Dauerhaftigkeit (> 50 J.), Dichtigkeit und geringe Oberflächenverschmutzung während der Nutzung erzielen. Damit kann der hohe Qualitätsanspruch des Architektenentwurfes von SKAI erfüllt werden. Eine Fertigstellung des Gebäudes ist für 2022 geplant...

Mai 2020

Modernisierung DIN-Gebäude Berlin: 

Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete entwickelt faserverstärkten Architekturbeton mit Effektgestaltung als innovative Fassadenlösung

Das Deutsche Institut für Normung e.V. (DIN) ist die unabhängige Plattform für Normung und Standardisierung in Deutschland und weltweit. Im Zuge der Sanierung des ca. 50 Jahre alten Verwaltungsgebäudes des DIN-Instituts in Berlin erhält der Bürokomplex eine komplett neue Gebäudehülle. Die Medicke Unternehmensgruppe erhielt den Auftrag, die neue Pfosten-Riegel-Fassade in Aluminium-Glas-Verbundbauweise mit dünnwandigen Fassadenelementen aus faserverstärktem Beton zu errichten. Die Entwicklung des faserverstärkten Architekturbetons mit blauer Effektgestaltung erfolgte durch das Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete. Die Produktion der Fassadenelemente wird durch die Fiber-Tech Products GmbH vorgenommen.

Visualisierung der neuen Fassade des DIN-Gebäudes Berlin © Kim Nalleweg Architekten

Muster-Fassadenplatte (Mock-up)

Die neue Fassade des DIN-Gebäudes Berlin besteht neben Aluminium und Glas aus einem neuen Material, dem faserverstärkten Feinbeton BetoLamina®-Cast, aus dem ca. 2.300 m 2 Fassadenelemente gefertigt werden. BetoLamina®-Cast besteht dabei aus sieben Feststoff- und drei Flüssigkomponenten. Einen außergewöhnlichen Blickfang bieten die blaue Designsteine – angelehnt an den Farbton den DIN-Logos –, die in die glasfaserverstärkten Fassadenplatten aus weißen Architekturbeton integriert wurden und somit eine ganz spezielle Optik erzeugen. Der BetoLamina®-Cast Glasfaserbeton entspricht grundsätzlich der DIN V 18500. In umfassenden Materialtests wurden: eine hohe mittlere Druckfestigkeit (ca. 85 MPa) und Biegezugfestigkeit (ca. 11 MPa) sowie ein hoher Frost-Tausalz-Widerstand nachgewiesen. Für die Befestigung der Fassadenelemente kommen bauaufsichtlich nicht allgemein zugelassene Befestigungsinserts aus nichtrostendem Stahl zum Einsatz, wobei hierfür eine Zustimmung im Einzelfall (ZIE) beantragt wurde.

Die Fertigung der faserverstärkten Betonelemente erfolgt durch die Fiber-Tech Products GmbH, wobei hier ein kombiniertes Verfahren, bestehend aus offener (einseitiger) Gießformgebung und nachträglicher Oberflächennachbehandlung durch Schleifen zur Anwendung kommt. Für eine wirtschaftliche Fertigung wird ein modulares Schalungssystem mit geometrisch variablen Abstellern eingesetzt. So resultieren qualitativ hochwertigste Fassadenelemente, die neben den sehr hohen Anforderungen an die Sichtqualität auch die gewünschten mechanischen Eigenschaften sowie Dauerhaftigkeit (> 50 J.), Dichtigkeit und geringe Oberflächenverschmutzung während der Nutzung erzielen. Eine Fertigstellung der Sanierung DIN-Gebäudes ist für 2021 geplant...

September 2019

FiberCrete erhält Transferpreis der Steinbeis-Stiftung für BetoLamina®-Cast - Glasfaserverstärkter Architekturbeton 

Am 27.09. erhielt das Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete gemeinsam mit den Verbundpartnern Medicke Metallbau und FIBER-TECH Products GmbH den Transferpreis der Steinbeis-Stiftung – Löhn-Preis. Der Preis wird seit 2004 für herausragende Projekte im unternehmerischen Wissens- und Technologietransfer vergeben.

Die Preisverleihung fand im Rahmen des Steinbeis-Tags in Stuttgart, dem jährlichen Netzwerk-Event des Steinbeis-Verbunds statt. Rund 450 Gäste aus dem In- und Ausland waren nach der Tagesveranstaltung im Stuttgarter Hospitalhof am Steinbeis-Abend in der Liederhalle zu Gast und verfolgten die Verleihung des 16. Transferpreises. Der Löhn-Preis wurde 2004 zur Würdigung der Leistung von Prof. Dr. Dr. h. c. mult. Johann Löhn, ehemaliger Vorstandsvorsitzender der Stiftung und heutiger Ehrenkurator, initiiert. 2019 zeichnete die Jury das Projekt BetoLamina®-Cast – der neue glasfaserverstärkte Architekturbeton für filigrane freigeformte Fassaden mit dem Transferpreis aus. Gemeinsame Preisträger sind die Fiber-Tech Products GmbH (Chemnitz), die Medicke Metallbau GmbH (Glauchau) und das Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete (Chemnitz).

Für moderne Vorhangfassaden werden somit stahlfreie Betone gesucht, die neben den geforderten mechanischen Eigenschaften sehr dünnwandig und frei form- und gestaltbar sind sowie über hohe Oberflächenqualitäten verfügen. Hier sind neue intelligente Materialkonzepte, innovative Befestigungs-technologien und eine reproduzierbare Fertigungsstrategie gefragt. Die starke Nachfrage an derartigen Lösungen führte die Medicke Metallbau GmbH – ein Komplettanbieter für hochwertige Gebäudehüllen – nach Chemnitz. Gemeinsam mit der Fiber-Tech Products GmbH und dem Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete entwickelten sie in einem Forschungsvorhaben den glasfaserverstärkten Architekturbeton BetoLamina®-Cast sowie die Technologie zur Herstellung und Verankerung dünnwandiger Fassaden. Im Fokus stand die Abbildung einer ganzheitlichen Prozesskette, beginnend bei der Vermischung der Komponenten für den Beton bis hin zur logistischen Umsetzung und Montage am Bauwerk.

Erstmalig wurde BetoLamina®-Cast im Zuge des Neubaus der Büroimmobilie Wilhelm-Kaiser-Hof in Köln als freigestaltete Fassade (ca. 5.000 m²) eingesetzt. Unterschiedlich ausgerichtete Lisenen erzeugen dabei ein außergewöhnliches Schattenspiel, das sich im Wechsel des Lichteinfalls verändert. Alle Anforderungen an die Fassade, das heißt eine glatte Oberfläche, höchste Sichtbetonklasse, filigrane matte Optik, hohe Witterungsbeständigkeit und Festigkeit, wurden erfüllt. Der Transfer der Grundlagenforschung an der TU Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau in Verbindung mit dem Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete konnte in idealer Weise innerhalb des Projektes umgesetzt werden. Der Transferpreis der Steinbeis-Stiftung – Löhn-Preis würdigt diese intensive Zusammenarbeit der Partner und zeigt den erfolgreichen Transfer von Forschungsleistungen in die Praxis.

Das Projekt im Film:  Link zum Video

Juli 2018

Im Chemnitzer Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete werden neue faser- und textilverstärkte Baustoffe und Verbunde sowie Technologien zur Herstellung entwickelt, erprobt und umgesetzt. In einem Verbundprojekt entwickelten die Steinbeis-Experten den Faserverstärkten Architekturbeton BetoLamina®-Cast sowie die Technologie zur Herstellung dünnwandiger Fassadenelementen aus dem Material, was erstmalig im Projekt Kaiserhof in Köln eingesetzt wurde.

Fassade Köln-Kaiserhof, Juni 2018 [Foto: S. Gelbrich]

Am geschichtsträchtigen Kaiser-Wilhelm-Ring in Köln entsteht derzeit eine neue exklusive Büroimmobilie – der von MSM Meyer Schmitz-Morkramer Rhein GmbH entworfene Wilhelm-Kaiser-Hof, der ein weiteres architektonisches Glanzlicht in der Domstadt darstellt. Ein Highlight im Zuge des Neubaus ist die ca. 5000 m² umfassende Fassaden-Architektur aus faserverstärktem Architekturbeton. Dabei erzeugen unterschiedlich ausgerichtete Lisenen in der hellen Außenfassade ein  Schattenspiel, das sich im Wechsel des Lichteinfalls permanent verändert. Die Anforderungen an den Architekturbeton sind eine besonders glatte Oberfläche mit höchster Sichtbetonklasse und eine matten Optik sowie hohe Witterungsbeständigkeit.

Im Auftrag der Art-Invest Real Estate Management wurde die Fassade des Kaiser-Wilhelm-Hofs in Zusammenarbeit von drei Partnern: der Medicke Metallbau GmbH, der FIBER-TECH Products GmbH und dem Steinbeis-Innovationszentrum FiberCrete entwickelt und umgesetzt. FiberCrete erarbeitete die Betonrezeptur, unterstütze maßgeblich die Zulassung im Einzelfall und übernahm die technologische Beratung. Die FIBER-TECH Products GmbH aus Chemnitz plant und realisiert die Produktion der Faserbetonbauteile, inklusive Formenbau und Lieferung. Die Medicke Metallbau GmbH ist neben der Werkplanung der Gesamtfassade für die Montage der Glasfaserbeton-Elemente verantwortlich.

Fassade Köln-Kaiserhof, Juni 2018 [Foto: H. Funke]