Station 8: Nachhaltige Ingenieurskonstruktionen

Basierend auf Statik und Festigkeitslehre entwickelt der konstruktive Ingenieursbau Tragwerke, die als Grundlagen zur Errichtung von Häusern, Kirchen, Hallen oder Brücken dienen. Wie solche Konstruktionen mit möglichst geringem Ressourcenverbrauch ihre Aufgabe nachhaltig und bestmöglich erfüllen können untersuchen die Projekte der achten Station. Sie zeigen auf, wie Ingenieurskonstruktionen nicht nur ökonomisch und ökologisch, sondern auch aus sozialer Perspektive die Aspekte der Nachhaltigkeit erfüllen können.

China, Chile, Haiti – die zerstörerische Kraft von Erdbeben trifft Menschen oft unerwartet hart und macht ganze Städte und Siedlungen unbewohnbar. Das Projekt „Bauhaus under ground“ will einen Beitrag dazu leisten, dies zu ändern. In Kooperation mit der Klassik Stiftung Weimar wurde im Juli 2009 eine Messstation für Erdbeben in der Weimarer „Parkhöhle“ eröffnet. Die Messstation zeichnet weltweit auftretende Erdbeben auf. Anhand der Erkenntnisse erarbeiten Studierende neue bauliche Lösungen, um die Gebäude in Erdbebengebieten sicherer vor Erschütterungen zu machen und das Risiko dieser Ereignisse zu minimieren.

Ansprechpartner: Dr. Jochen Schwarz, E-Mail: jochen.schwarz(at)uni-weimar.de

Die Eigenschaften der Kieselalgen und anderer kleinster Lebewesen inspirieren den Leichtbau ebenso wie Produkte im ressourcensparenden Design. Die Exponate des Projektes Diatomeen – Formensinn erklären, wie natürliche Formen im Zusammenwirken von biochemischen und physikalischen Prozessen entstehen und wie Architekten, Designer und Ingenieure sich diese Prozesse zunutze machen.

Ansprechpartner: Felix Sattler, E-Mail: felix.sattler(at)uni-weimar.de

Die Anforderung an die energetische Effizienz unserer Gebäude steigt. Gleichzeitig verlangt die Architektur von heute zunehmend nach lichtdurchlässigen Wand- und Dachelementen sowie nach transparenten Trägern und Stützen. Drei Mitarbeiter aus dem Gebiet der Baustoffkunde und des Stahlbaus entwickelten halbdurchsichtige und hoch wärmedämmende Bauelemente, die aus Glas und Kunststoff bestehen. Dafür wurden Kunststoffe und Klebstoffe sowie die Festigkeit verschiedenster Glasarten untersucht. Im Vergleich zu bisher eingesetzten Glaskonstruktionen ist dieses Hybridelement wesentlich leichter und kann die Energieeffizienz des tragfähigen Werkstoffs Glas deutlich verbessern.

Ansprechpartner:
Prof. Frank Werner, E-Mail: frank.werner(at)uni-weimar.de
Jörg Hildebrand, E-Mail: joerg.hildebrand(at)uni-weimar.de

Ohne eine Stabilisierung würden sie in sich zusammen fallen, Straßen aus ungebundenen mineralischen Schichten, wie Sand oder Erde. Für ein Straßenbauprojekt im Sudan wurde an der Professur Grundbau der Bauhaus-Universität Weimar ein Geogitter entwickelt, mit dem die Schichtdichten so reduziert werden, dass aus Sandhaufen stabile Straßen enstehen. Geogitter sind Sonderformen der Geokunststoffe bzw. Geotextilien. Sie werden mit dem Boden verbunden und verteilen die statischen Lasten großflächig auf den Untergrund. Ein Absinken des Bodens kann so verhindert werden, ohne den Boden kostspielig und zeitaufwändig durch tragfähiges Material austauschen zu müssen.

Ansprechpartner: Prof. Karl Josef Witt, E-Mail: kj.witt(at)uni-weimar.de

An der Professur für Holz- und Mauerwerksbau suchten Forscher nach Wegen, um Decken und Wandbauteile ökologisch nachhaltig zu bauen. Nach zahlreichen Tests in einer speziell entwickelten raumhohen Schubwand überzeugte eine Baustoffkombination aus Holzbrett-Stapeln und Anhydrit-Estrich. Anhydrit ist ein natürliches Material, für dessen Aufbereitung zu Estrich nur sehr wenig Energie aufgewendet werden muss. Gegenüber Beton hat Anhydrit zudem den Vorteil, dass es raumklimatisch nicht erwünschte Luftfeuchte- und Lufttemperaturschwankungen kurzzeitig speichern kann. Unter anderem durch die sägerauhe Oberfläche des Holzes kann ein direkter Haftverbund mit dem Estrich erreicht werden. Stahl als übliches Verbindungselement wird daher nicht mehr benötigt. Mit dem Holz-Anhydrit-Verbund wurde nicht nur eine sehr ökologische sondern auch ökonomische Lösung entwickelt. Die Elemente eignen sich beispielsweise als preiswerte Bauweise für den mehrgeschossigen Wohnungsbau.

Ansprechpartner: Prof. Karl Rautenstrauch, E-Mail: karl.rautenstrauch(at)uni-weimar.de

Faser-Kunststoffverbunde sind Mischwerkstoffe aus einer Kunststoffmatrix und darin eingebetteten Fasern wie beispielsweise Glasfasern oder Polyesterfasern. In der Regel weisen die Werkstoffe hohe spezifische Steifigkeiten und Festigkeiten auf. Dies macht sie zu einem idealen Werkstoff in Leichtbauanwendungen wie einem freigeformten Schalentragwerk oder einer schwingungsresistenten Fassade. Anhand von verschiedenen Modellen werden im Rahmen des Projektes AFAS unter Anwendung des Leichtbaus bspw. die Funktionen von anorganischen Keramikfasern untersucht. Es soll erforscht werden, ob die Vorteile des Faser-Kunstoff-Verbunds für die Entwicklung von ressourcenschonenden und energieeffizienten Bauweisen, Materialien und Technologien nutzbar sind.

AFAS steht für "Aktive Faser-Verbundwerkstoffe für adaptive Systeme"

Ansprechpartner: Christian Heidenreich, E-Mail: christian.heidenreich(at)uni-weimar.de

Aus der Natur für ressourcenschonende Bauweisen und Nachhaltigkeit lernen ist das Ziel des Forschungsprojektes BOWOOSS. Anhand natürlicher Schalenkonstruktionen wie beispielsweise der Kieselalgen (Diatomeen) sollen Methoden entwickelt werden, die bei der Suche nach den optimalen Strukturen behilflich sind. Anschließend werden die natürlichen Vorbilder auf eine technische Anwendbarkeit für Holzbauweisen untersucht. Dabei soll ein materialsparender und umweltschonender Konstruktionsansatz erarbeitet werden.

BOWOOSS steht für „Bionic Optimized Wood Shell Structures with Sustainability“ - „Nachhaltige Bausysteme bionisch inspirierter Holzschalenkonstruktionen“

Ansprechpartner: Jana Philipp, E-Mail: jana.philipp(at)uni-weimar.de