Schöck Combar im CUBE in Dresden, dem weltweit ersten Gebäude aus Carbonbeton

Auf dem Campus der Technischen Universität Dresden wurde im September 2022 der CUBE eingeweiht. Es ist das erste Gebäude weltweit, dass vollständig aus Carbonbeton errichtet wurde.

Für die notwendige Statik im CUBE sorgt eine ausschließlich nichtmetallische Bewehrung. In den Element- und Sandwichwänden, im Fundament und im Dach übernehmen auch Schöck Isolink und Schöck Combar aus Glasfaserverbundwerkstoff die Aufgabe der sicheren Lastabtragung.

Die Glasfaserstäbe spielen im CUBE eine wichtige Rolle:  Bei den Bewehrungskörben, Wandecken, Bügeln, Ringankern und bei der Fundament-Anschlussbewehrung für BOX und TWIST setzten die Planer auf Schöck Combar.

Der CUBE

Hinter dem CUBE stehen das Institut für Massivbau der TU Dresden und der Verein C³ – Carbon Concrete Composite e. V.. Sie arbeiten seit 2014 an der Entwicklung von Carbonbeton. Er besteht aus Beton und einer nichtmetallischen Bewehrung wie Kohlefasermatten oder Glasfaserstäben.

Der CUBE in Dresden ist das weltweit erste Gebäude aus Carbonbeton. Es wurde vollständig ohne Stahlbewehrung errichtet. (Foto: © Moritz Bernoully)
Der CUBE in Dresden ist das weltweit erste Gebäude aus Carbonbeton. Es wurde vollständig ohne Stahlbewehrung errichtet. (Foto: © Moritz Bernoully)

HENN kombinierten beim Dresdner CUBE einen Quader mit einer mehrfach gekrümmten Dach-Wand-Konstruktion

Das Konzeptdesign für den CUBE stammt von HENN. Das Architekturbüro kombinierte für den Entwurf eine quaderförmige BOX als Raumkörper mit dem TWIST, einer Dach-Wand-Konstruktion aus mehrfach gekrümmten Carbonbeton-Schalen. Diese beiden völlig unterschiedlichen Elemente zeigen, welche Bandbreite an Bauformen mit nichtmetallischer Bewehrung realisierbar sind.

Die Dach-Wand-Konstruktion des CUBE – der TWIST – ist eine doppelt geschwungene Sichtbetonschale. Sie wurde auf einer speziellen Holzunterlage im Spritzbetonverfahren mit Carbonfaser-Bewehrungsgittern hergestellt.

Die Tragschale ist 25 Zentimeter stark: Auf eine 3 bis 4 Zentimeter dicke Vollschale aus Carbonbeton folgen Styroporblöcke als Hohlraumbildner zur Reduzierung des Betonvolumen und des Gewichts. Darüber liegt eine weitere 3 bis 4 Zentimeter dicke Vollschale aus Carbonbeton.

Beide Schalen liegen auf einer Stahlkonstruktion und setzen am Boden auf ein Fundament auf. Als Anschlussbewehrung wurde der Glasfaserverbundwerkstoff Combar eingearbeitet und bei der Fertigung der Tragschale im Spritzbetonverfahren einbetoniert. Combar ist mit ca. 30 % des Stahlgewichts wesentlich leichter als herkömmliche Bewehrung – das erleichtert das Handling bei der Verarbeitung.

Für das energieeffiziente Dach des CUBE in Dresden sorgen die 14 Zentimeter Wärmedämmung sowie der Fassadenanker Schöck Isolink, der Wärmebrücken minimiert (Foto: Marén Kupke)
Für das energieeffiziente Dach des CUBE in Dresden sorgen die 14 Zentimeter Wärmedämmung sowie der Fassadenanker Schöck Isolink, der Wärmebrücken minimiert (Foto: Marén Kupke)

Die BOX ist ein weiteres Element des CUBE, zweigeschossig und mit einem rechteckigen Grundriss. Beim Bau der BOX wurden nichtmetallische Bewehrung in wirtschaftlicher Montagebauweise eingesetzt: Dank der dünnen, mit Schöck Isolink gesicherten Betonschalen und der kompakten Dämmung konnte ein Wandaufbau von nur 27 Zentimetern realisiert werden (üblich im Stahlbetonbau ist in der Regel eine Dicke von 44 Zentimetern.

Fazit: Der CUBE zeigt das Potenzial von Carbonbeton und der nichtmetallischen Bewehrung von Beton. Das Gebäude wird nun im Alltag getestet – Sensoren im Beton liefern dabei wichtige Daten für die Weiterentwicklung. Gleichzeitig arbeiten die Partner im C³-Verbund an der Automatisierung der Produktion.

Der CUBE besteht aus den Gebäudeteilen TWIST und BOX. Hier wird die Langzeittauglichkeit von Carbonbeton baukonstruktiv, statisch und bauphysikalisch erforscht (Foto: © Moritz Bernoully)
Der CUBE besteht aus den Gebäudeteilen TWIST und BOX. Hier wird die Langzeittauglichkeit von Carbonbeton baukonstruktiv, statisch und bauphysikalisch erforscht (Foto: © Moritz Bernoully)

Combar-Integration in der Bemessungssoftware FRILO und RIB

Als erste bauaufsichtlich zugelassene Faserverbundbewehrung ist Combar von Schöck in die Statik-Software von FRILO und RIB integriert. Das Bewehrungselement aus Glasfaser kann damit in der gewohnten Software-Umgebung als Längs- sowie auch als Bügelbewehrung bemessen werden.

Für die einfache Bemessung von Combar in den verschiedenen Hoch- und Tiefbauanwendungen ist ein breites Spektrum an verfügbaren Querschnitten (Rechteck, Kreis und Plattenbalkenquerschnitt) verfügbar.

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