CFS - Technocarbon

LEICHT, STABIL UND KLIMASCHONEND
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Die erste tragende Hauswand aus Carbon-Faser-Stein (CFS )
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ie erste tragende Hauswand aus faserarmierten
Natursteinplatten wurde im Mai 2008 an der
HTW Chur vorgestellt. Das 100 Zentimeter breite
Fertigbauteil ist 2,70 Meter und damit geschosshoch
und wiegt lediglich 360 Kilogramm. Der Kern besteht
aus 20 Zentimeter dickem Polyurethanschaum-Vollmaterial, auf das beidseitig jeweils zwei Zentimeter
dicke CFS®-Platten aus dem Schweizer Paragneis
»Lodrino« geklebt sind. Diese Natursteinplatten wurden vor dem Verkleben von TCT im CFS®-Verfahren mit
einem Carbonfasergewebe beschichtet.
Die großformatigen Natursteinscheiben nehmen die
Druckkräfte auf. U-förmige, zu Kästen zusammengeklebte Standard-Profile aus Glasfaser-Komposit (GFK)
ober- und unterhalb des PU-Kerns leiten über den auf
der Innenseite der Steinscheiben liegenden Carbonfaserverbund die Deckenlasten in die Steinscheiben
ein. Über je ein Kipplager aus CFS® wird eine gleichmäßige Kraftübertragung gewährleistet. Der PU-Kern sorgt
durch die großflächige und kraftschlüssige Verklebung
mit den Steinscheiben für die nötige Steifigkeit des
Verbundes und fängt die auftretenden Schub-, Zugund Knicklasten ab. Zusätzlich sorgt der PU-Schaum
für die geforderte Wärmedämmung: der k-Wert der nur
24 cm starken Wand entspricht dem Schweizer
»Minergie«-Standard. Auch die GFK-Krafteinleitungselemente sind nicht nur leicht, sie sorgen auch dafür,
Schön und leicht: nur 360 kg wiegt das komplette CFS®–Wandelement (hier noch mit aufgeklebten Dehnungsmessstreifen).
dass Wärmebrücken vermieden werden.
Foto:TechnoCarbon Technologies
Durch ihr Innenleben aus PU-Vollschaum (rechts) und die beidseitige Verkleidung mit CFS® ist die
Hauswand viel leichter und dünner als eine vergleichbare Beton-Vorhangfassaden-Konstruktion.
CARBON-FASER-STEIN – ANWENDUNGEN – HAUSWAND
Weniger Gewicht
und Raumbedarf
Eine außen liegende Wärmedämmung auf einer Betonwand, so wie sie heute üblich
ist, braucht sehr viel Platz,
der ohne technische Funktion
ist. Die CFS®-Hauswand reduziert die Wandstärke um
10 bis 20 Zentimeter und bewirkt so einen deutlichen Zugewinn an nutzbarer Kubatur.
Dieser Raumgewinn spielt
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Druckversuch an der HTW Chur: 50 Fachleute aus dem
Text und Fotos: Gesa Todt
Bauingenieurwesen und der Natursteinindustrie waren Zeugen,
heute im Bauwesen eine wichtige Rolle und rechtfertigt
den im Vergleich zur Standard-Betonbauweise höheren Preis.
Das geringe Gewicht und der schmale Aufbau der Wand
sind möglich, weil der Querschnitt der Wärmedämmung zur Steifigkeit der Wand beiträgt. Voll genutzt
wird dabei die im Vergleich zu Beton sehr viel höhere
Druckbelastbarkeit des Natursteins, und hier vor allem
das Verhältnis der Druckstabilität zum spezifischen
Gewicht, das bei Naturstein mehr als doppelt so hoch
ist wie bei Beton. In Verbindung mit der höheren
Steifigkeit des Gesamtverbundes wiegt so die CFS®Wand bei gleichen Festigkeits- und Wärmedämmwerten weniger als ein Viertel einer Betonwand mit
Vorhangfassade und ist kaum mehr als halb so dick.
Fertigbau inklusive Wandverkleidung
Von Vorteil ist zudem, dass das Konzept eine komplette Vorfertigung erlaubt. Die nur 360 Kilogramm leichten
Elemente können problemlos transportiert werden und
sind auf der Baustelle leicht versetzt und schnell aneinander gefügt. Darüber hinaus sind keine aufwändigen
handwerklichen Fassadenarbeiten nötig, da die Elemente sowohl die Wärmedämmung bereits mitbringen
wie auch die fertige Natursteinbekleidung: außen als
Fassade und innen mit poliertem, geschliffenem oder
gebürstetem Steindekor oder einfach roh gesägt und
damit putzfertig. Der PU-Kern kann mit Leerrohren ver|2
als 20 Tonnen Last – vergleichbar mit drei Stockwerken – von
der CFS®-Wand ohne jede Verformung aufgenommen wurden.
sehen werden, welche die komplette Hausinstallation
aufnehmen und weitere Montagearbeiten vereinfachen. CFS®-Wände sind leicht zu bohren oder zu
sägen, ohne nennenswerte Einschränkung der Ankerzugkräfte des CFS®-Verbundes. Darüber hinaus lassen
sich ganze Elemente wie Erkerkonstruktionen, Gauben, usw. im Werk vorfertigen und leicht versetzen.
Interessant ist auch der Aspekt des Wohnraumklimas,
bei voll wärmegedämmten Gebäuden oft ein Problem.
Die Wasseraufnahmefähigkeit der großflächigen Steinschicht im Innenraum verspricht eine gute Feuchtigkeitsregulierung. Der Taupunkt liegt in der äußeren
Steinscheibe, was Schimmelbildung in der Isolation –
ebenfalls ein bislang ungelöstes Dauerproblem bei
Außendämmsystemen – ausschließt. Änderungen des
Materialverhaltens durch Frost-/Tauwechsel sind bei
den meisten Gneisen und Graniten nicht zu erwarten.
Mit einer CFS®-Hauswand sind auch größere Gebäudehöhen von 10 bis 20 Stockwerken vorstellbar. Da Tragkraft und Knickfestigkeit über den Querschnitt ohne
Mehrgewicht einstellbar sind, ist das Material außerdem ideal für Wände in hohen Räumen und Hallen
geeignet. Auch Dach- und Bodenkonstruktionen, mit
Steinoberfläche an Boden und Decke, sind denkbar.
Beitrag zum Klimaschutz
Die Ökobilanz des neuen Sandwichaufbaus ist sehr
gut. Berechnungen für die vorgestellte Struktur ergeben CO2-Einsparungen von 50 % im Vergleich zur herkömmlichen Betonbauweise. Zudem sind die CFS®Wandelemente voraussichtlich haltbarer als Betonkonstruktionen. Damit leisten sie sowohl hinsichtlich
des Herstellungs-, Transport- und Montageaufwandes
wie auch unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit einen
wichtigen Beitrag zum Klimaschutz.
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CARBON-FASER-STEIN – ANWENDUNGEN – HAUSWAND