Großformatige energieeffiziente Fassaden aus Textilbeton mit Sandwichtragwirkung – Entwicklung von Herstellmethoden, Bemessungs- und Fügekonzepten

Durch ansteigende ökologische und energetische Anforderungen an die Gebäudehüllen werden sich die Außenwandstärken aufgrund von dickeren Dämmungen erhöhen. Um dem entgegenzuwirken, sollen dünne textilbewehrte Schalen die gängigen Stahlbetonschalen ersetzen.

Mit diesem Forschungsvorhaben wurde das übergeordnete Ziel verfolgt, die technischen Grundlagen zur Herstellung und Bemessung von großformatigen Sandwichelementen für Außenwände mit Deckschichten aus textilbewehrtem Beton und innenliegender Wärmedämmung zu schaffen. Die Sandwichtragwirkung wird dabei ausschließlich über die Verbundmittel hergestellt, sodass der Dämmstoff frei gewählt werden kann.

Um das Forschungsziel zu erreichen, wurden zuerst Anforderungsprofile aus statisch-konstruktiver, bauphysikalischer und herstellungstechnischer Sicht aufgestellt. Darauf aufbauend konnten Sandwichelemente entworfen und vorbemessen werden, um anschließend die Mindestanforderungen an die Baustoffe festzulegen. Die Deckschichten werden durch ein textiles Verbundgitter aus epoxidharz-getränktem AR-Glas verbunden, das sich durch seine hohe Einbindetiefe in die Deckschichten und die Tauglichkeit im Herstellungsprozess als geeignet herausstellte. Es wurde eine Herstelltechnik für Sandwichelemente entwickelt, welche eine lagesichere Positionierung des Verbundmittels und der Textilien ermöglicht. Parallel dazu wurden die unter Werksbedingungen hergestellten Kleinkörper verschiedenen Tragfähigkeitsuntersuchungen unterzogen. Zusätzlich wurde die Gesamttragfähigkeit des Systems an sieben Sandwichstreifen bestimmt. In den letzten zwei Arbeitsschritten wurden die Versuchsergebnisse durch Simulationen mit dem FE-Programm ABAQUS genauer analysiert. Anhand der experimentellen und numerischen Untersuchungen konnten zwei praxisgerechte Bemessungsmodelle hergeleitet werden, die das Tragverhalten der dünnwandigen Sandwichelemente beschreiben.

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass das Ziel des Forschungsvorhabens, die Funktionsfähigkeit von Sandwichelementen mit zwei dünnen Deckschichten nachzuweisen, erfüllt werden konnte.