Project:
Contact:
via mail ✉
Object:
Type:
Mineral Foam Building
Location:
Crailsheim [satellite]
Country:
Germany
Architect:
berger + architekten 🔗, Stuttgart
Materials:
Published:
Beton Bauteile 2023
Pages:
120 - 125
Content:
Betonfertigteile mit Mineralschaumdämmung
Erste Sahne
Anfang August 2022 wurde in Crailsheim von der Firma Zuber Beton ein Betonfertigteilbau eingeweiht, dessen Außenwände nicht eine erdölbasierte Sandwichdämmung aufweist, sondern in monolithischer Bauweise eine Mineralschaumdämmung besitzt, bei deren Produktion wenig CO2 anfällt.
[no english version available]
Im Frühsommer 2022 wies der Montanwissenschaftler DDI Dr.mont. Matthias Katschnig in einer Studie nach, dass die Produktion von hochdämmenden Mineralschaum nur 57 kg/m³ CO2 erfordert. Bei Mineralschaum handelt es sich um ein neuartiges, zementgebundenes Dämmmaterial, das von der österreichischen Geolyth Mineral Technologie GmbH zur Marktreife entwickelt wurde und das in einem eingeschossigen Bauwerk, das die Zuber Beton GmbH auf ihrem Firmengelände in Crailsheim errichtet hat, seine erste Anwendung fand. Damit erreicht eine jahrelange, von viel Idealismus geprägte Kooperation zwischen diesen beiden Firmen einen ersten Höhepunkt. Unterstützt wurde das Projekt von der Memminger Pfeiffer Seil- und Hebetechnik GmbH, die die Befestigungstechnologie beisteuerte.
Gebäude
Der Neubau nach dem Entwurf des Stuttgarter Büros Berger + Architekten steht unmittelbar neben dem im Vorjahr bezogenen, neuen Verwaltungsgebäude des Crailsheimer Betonfertigteilherstellers. Das etwa 400 m²große, eingeschossige Gebäude ersetzt einen volumenmäßig gleichartigen 1960er- Jahre- Bau, der seinerzeit "nur" als Provisorium errichtet wurde. Den Neubau wird nun die Crailsheimer Kolping Bildungswerk als Verwaltungs- und Schulungsbau nutzen, da es seit Jahren in den benachbarten Hallen Schulungswerkstätten unterhält. Das Areal – eine ehemalige Kunststofffabrik – liegt gegenüber den Produktionsstätten der Zuber Beton GmbH, ist deren potentielle Expansionsfläche und derzeit komplett fremdvermietet. Äußerlich prägt eine Blendfassade aus gespaltenen Klinkersteinen den Neubau. Um einen Vintage- Look zu erreichen, wurden Steine aus vier verschiedenen Bränden, planmäßig aber wie zufällig miteinander vermischt. In den Wandflächen sitzen großformatige Sichtbeton- Fensterleibungen. Mit seiner schmalen Stirnseite ist der niedrige Bau zur Straße orientiert und wird hier von einem Dreiecksgiebel aus Sichtbeton bekrönt. Das um 11° geneigte Satteldach wurde vollständig mit einer Photovoltaikanlage bedeckt, die eine maximale Stromleistung von 150 kw/peak erbringen kann.
Der Neubau nach dem Entwurf des Stuttgarter Büros Berger + Architekten steht unmittelbar neben dem im Vorjahr bezogenen, neuen Verwaltungsgebäude des Crailsheimer Betonfertigteilherstellers. Das etwa 400 m²große, eingeschossige Gebäude ersetzt einen volumenmäßig gleichartigen 1960er- Jahre- Bau, der seinerzeit "nur" als Provisorium errichtet wurde. Den Neubau wird nun die Crailsheimer Kolping Bildungswerk als Verwaltungs- und Schulungsbau nutzen, da es seit Jahren in den benachbarten Hallen Schulungswerkstätten unterhält. Das Areal – eine ehemalige Kunststofffabrik – liegt gegenüber den Produktionsstätten der Zuber Beton GmbH, ist deren potentielle Expansionsfläche und derzeit komplett fremdvermietet. Äußerlich prägt eine Blendfassade aus gespaltenen Klinkersteinen den Neubau. Um einen Vintage- Look zu erreichen, wurden Steine aus vier verschiedenen Bränden, planmäßig aber wie zufällig miteinander vermischt. In den Wandflächen sitzen großformatige Sichtbeton- Fensterleibungen. Mit seiner schmalen Stirnseite ist der niedrige Bau zur Straße orientiert und wird hier von einem Dreiecksgiebel aus Sichtbeton bekrönt. Das um 11° geneigte Satteldach wurde vollständig mit einer Photovoltaikanlage bedeckt, die eine maximale Stromleistung von 150 kw/peak erbringen kann.
Mineralisch gedämmte Fassade
Die Außenwände bestehen aus 70 cm starken Betonfertigteilen, die eine 10 cm starke Vorsatzschale aufweisen. In diese wurden der Länge nach gespaltene, rd. 4 cm starke Ziegelsteinhälften einbetoniert. Diese setzten Betonbauer in die mit Strukturmatrizen vorbereitete Schalungen ein und bedeckten diese anschließend mit Beton. Neben der erforderlichen Flächenbewehrung brachten die Techniker noch eine extra große Version der Delta- Anker von Pfeiffer ein, die 55 mm tief in die Vorsatzschale hineinreichen. Die Vorsatzschale verblieb nach ihrem Abbinden liegend in der extra tiefen Schalung, worauf auf diese eine 40 cm starke Mineralschaumlage aufgebracht wurde. Im flüssigen Zustand hat der zementgebundene Dämmstoff eine fluffig-sahnige Konsistenz und muss nicht verdichtet werden. Neben einem geringen Gewicht von nur 65 kg/m³ zeichnet sich das Produkt durch eine hohe Frühfestigkeit aus: Nach 15 min ist der Mineralschaum schnittfest und schon nach 45 min kann eine dritte Lage aufbetoniert werden. Auch in diese, nunmehr 20 cm starke und statisch tragende Innenwand, dringt der Pfeiffer'sche Delta- Anker mit 55 mm tief ein. Mit einer Gesamtkonstruktionshöhe von 510 mm verhindern diese Verbindungselemente, dass die gesamte Konstruktion in aufrechter Position nicht aneinander abschert. Immerhin wiegen die einzelnen Betonfertigteile, die sich über je drei Fensterachsen erstrecken, rd. 17 t. Mit der Dämmstärke von 400 mm ging man bewusst an die Grenzen des Machbaren, denn die Pfeiffer Seil- und Hebetechnik GmbH besitzt eine bauaufsichtliche Zulassung bis zu dieser Maximaldimension.
Die Außenwände bestehen aus 70 cm starken Betonfertigteilen, die eine 10 cm starke Vorsatzschale aufweisen. In diese wurden der Länge nach gespaltene, rd. 4 cm starke Ziegelsteinhälften einbetoniert. Diese setzten Betonbauer in die mit Strukturmatrizen vorbereitete Schalungen ein und bedeckten diese anschließend mit Beton. Neben der erforderlichen Flächenbewehrung brachten die Techniker noch eine extra große Version der Delta- Anker von Pfeiffer ein, die 55 mm tief in die Vorsatzschale hineinreichen. Die Vorsatzschale verblieb nach ihrem Abbinden liegend in der extra tiefen Schalung, worauf auf diese eine 40 cm starke Mineralschaumlage aufgebracht wurde. Im flüssigen Zustand hat der zementgebundene Dämmstoff eine fluffig-sahnige Konsistenz und muss nicht verdichtet werden. Neben einem geringen Gewicht von nur 65 kg/m³ zeichnet sich das Produkt durch eine hohe Frühfestigkeit aus: Nach 15 min ist der Mineralschaum schnittfest und schon nach 45 min kann eine dritte Lage aufbetoniert werden. Auch in diese, nunmehr 20 cm starke und statisch tragende Innenwand, dringt der Pfeiffer'sche Delta- Anker mit 55 mm tief ein. Mit einer Gesamtkonstruktionshöhe von 510 mm verhindern diese Verbindungselemente, dass die gesamte Konstruktion in aufrechter Position nicht aneinander abschert. Immerhin wiegen die einzelnen Betonfertigteile, die sich über je drei Fensterachsen erstrecken, rd. 17 t. Mit der Dämmstärke von 400 mm ging man bewusst an die Grenzen des Machbaren, denn die Pfeiffer Seil- und Hebetechnik GmbH besitzt eine bauaufsichtliche Zulassung bis zu dieser Maximaldimension.
Mineralschaum
Der hervorragende Wert "Lambda-10, trocken" in Höhe von 0035 entspricht etwa dem von Mineralwolle oder erdölbasiertem Dämmmaterial. Von diesen unerreicht ist jedoch seine mit anderen mineralischen Baustoffen vergleichbare, lange Lebensdauer und damit verbunden, seine hohe Recyclingfähigkeit. Denn mit diesem Mineralschaum gedämmte Außenwände könnten im Ganzen zermahlen werden. Anders als bei anderen Sandwichbauweisen muss nicht erst das Dämmmaterial sorgsam entfernt werden. Vertretbare Verunreinigungen ergeben sich bei diesem Bauwerk nur aus der dekorativ applizierten Ziegelverkleidung, die jedoch ebenfalls mineralischen Ursprungs ist.
Statisch betrachtet, ähnelt der zementbasierte Mineralschaum in seinen Eigenschaften allerdings mehr einer Dämmmatte als einer Betonplatte: Auf Druck ist er nur in geringem Maße belastbar, auf Zug hingegen überhaupt nicht. Dies ist der Grund, warum die drei Fertigteilschichten mit je acht Ankern pro Element verbunden werden mussten.
Der hervorragende Wert "Lambda-10, trocken" in Höhe von 0035 entspricht etwa dem von Mineralwolle oder erdölbasiertem Dämmmaterial. Von diesen unerreicht ist jedoch seine mit anderen mineralischen Baustoffen vergleichbare, lange Lebensdauer und damit verbunden, seine hohe Recyclingfähigkeit. Denn mit diesem Mineralschaum gedämmte Außenwände könnten im Ganzen zermahlen werden. Anders als bei anderen Sandwichbauweisen muss nicht erst das Dämmmaterial sorgsam entfernt werden. Vertretbare Verunreinigungen ergeben sich bei diesem Bauwerk nur aus der dekorativ applizierten Ziegelverkleidung, die jedoch ebenfalls mineralischen Ursprungs ist.
Statisch betrachtet, ähnelt der zementbasierte Mineralschaum in seinen Eigenschaften allerdings mehr einer Dämmmatte als einer Betonplatte: Auf Druck ist er nur in geringem Maße belastbar, auf Zug hingegen überhaupt nicht. Dies ist der Grund, warum die drei Fertigteilschichten mit je acht Ankern pro Element verbunden werden mussten.
Mineralschaumherstellung
Der mineralische Dämmstoff wird in zwei unmittelbar nacheinander erfolgenden Arbeitsschritten erstellt. Zunächst wird der Grundstoff "Geobase", eine spezielle Zementmischung, mit Wasser angemacht. Es entsteht eine breiige Masse, ein "Slurry", welche über eine Quetschpumpe zu einem Mischrohr geführt wird, wo ein eigens dafür entwickelter Schaum zugegeben wird. Dieser Produktionsschritt erinnert vage an das Unterheben von Eischnee durch einen Konditor. Aufgebracht auf eine Platte weist dieser Zugabeschaum ein hohes Anhaftmoment auf. Kippt man die Platte, rutscht die Masse langsam herunter. Gerhard Vorwagner, Geschäftsführer der österreichischen Geolyth Mineral Technologie GmbH vergleicht diesen Zugabeschaum gerne mit Rasierschaum: Es besteht die Möglichkeit, die Fließfähigkeit des Mineralschaums zu steuern: Geschieht die Betonage etwa unter freiem Himmel bei Sonnenschein, setzt man den Mineralschaum tendenziell etwas flüssiger an als bei einer Verarbeitung in geschlossenen Werkshallen. In die Schalungen eingebracht wird er über Schläuche. Zum Beschicken der Rütteltische, auf denen die Wandelemente bei Zuber Beton in Crailsheim gefertigt wurden, legte man deren Länge auf 20 m fest.
Die Produktion des von der Zuber Beton benötigten Mineralschaums erfolgte vor Ort in einer Kompaktanlage, die von dem Schaumhersteller gestellt wurde. Konkret war das ein modifizierter, 16 Fuß- Container, in dem alle produktionserforderlichen Maschinenmodule untergebracht waren. Auf dessen Oberseite saß ein großer Trichter, in den die pulverförmigen Festbestandteile eingefüllt wurden, es gab ferner einen Wasseranschluss, einen Stromanschluss und schließlich den Ausgabestutzen für den flüssigen Mineralschaum. Vorwagner schätzt die Durchlaufzeit der Rohstoffe bis zum verarbeitungsfähigen Produkt durch seine Maschine auf vielleicht eine Minute.
Der mineralische Dämmstoff wird in zwei unmittelbar nacheinander erfolgenden Arbeitsschritten erstellt. Zunächst wird der Grundstoff "Geobase", eine spezielle Zementmischung, mit Wasser angemacht. Es entsteht eine breiige Masse, ein "Slurry", welche über eine Quetschpumpe zu einem Mischrohr geführt wird, wo ein eigens dafür entwickelter Schaum zugegeben wird. Dieser Produktionsschritt erinnert vage an das Unterheben von Eischnee durch einen Konditor. Aufgebracht auf eine Platte weist dieser Zugabeschaum ein hohes Anhaftmoment auf. Kippt man die Platte, rutscht die Masse langsam herunter. Gerhard Vorwagner, Geschäftsführer der österreichischen Geolyth Mineral Technologie GmbH vergleicht diesen Zugabeschaum gerne mit Rasierschaum: Es besteht die Möglichkeit, die Fließfähigkeit des Mineralschaums zu steuern: Geschieht die Betonage etwa unter freiem Himmel bei Sonnenschein, setzt man den Mineralschaum tendenziell etwas flüssiger an als bei einer Verarbeitung in geschlossenen Werkshallen. In die Schalungen eingebracht wird er über Schläuche. Zum Beschicken der Rütteltische, auf denen die Wandelemente bei Zuber Beton in Crailsheim gefertigt wurden, legte man deren Länge auf 20 m fest.
Die Produktion des von der Zuber Beton benötigten Mineralschaums erfolgte vor Ort in einer Kompaktanlage, die von dem Schaumhersteller gestellt wurde. Konkret war das ein modifizierter, 16 Fuß- Container, in dem alle produktionserforderlichen Maschinenmodule untergebracht waren. Auf dessen Oberseite saß ein großer Trichter, in den die pulverförmigen Festbestandteile eingefüllt wurden, es gab ferner einen Wasseranschluss, einen Stromanschluss und schließlich den Ausgabestutzen für den flüssigen Mineralschaum. Vorwagner schätzt die Durchlaufzeit der Rohstoffe bis zum verarbeitungsfähigen Produkt durch seine Maschine auf vielleicht eine Minute.
Schneller Rohbau
"Der Rückbau dauerte drei Wochen, der Neubau nur drei Tage", merkt Laurenz Zuber, Geschäftsführer von Zuber Beton nicht ohne Stolz an. Tatsächlich kamen der hohe Grad der Vorfertigung und die hohe Präzision der Betonfertigteile der Umsetzung zu Gute. Zuber resümiert, dass der enge Zeitrahmen von knapp drei Monaten Bauzeit keine andere Wahl als eine enge Taktung ließ: Im März begann der Abriss, das Aufstellen der Betonfertigteile begann am Montag vor Ostern, mittwochs stand bereits der Rohbau.
Die Decke des eingeschossigen Schulungszentrums besteht aus Spannbetonhohldecken, auf dem 20 cm Dämmung liegt und ein Kaltsatteldach bildet, auf dem die erwähnte PV- Anlage montiert ist. Die Innenwände sind reiner Trockenbau, bestehend aus einem mittigen Flur und beidseitig davon abgehenden Büroflächen. Während die Flurwände aus Brandschutzgründen bis zur Bodenplatte herabgezogen sind, stehen für eine einfache Umnutzung die weiteren Trennwände auf dem Estrich. Beheizt wird der Neubau über eine Fußbodenheizung und eine Luft-/Wärmepumpe.
"Der Rückbau dauerte drei Wochen, der Neubau nur drei Tage", merkt Laurenz Zuber, Geschäftsführer von Zuber Beton nicht ohne Stolz an. Tatsächlich kamen der hohe Grad der Vorfertigung und die hohe Präzision der Betonfertigteile der Umsetzung zu Gute. Zuber resümiert, dass der enge Zeitrahmen von knapp drei Monaten Bauzeit keine andere Wahl als eine enge Taktung ließ: Im März begann der Abriss, das Aufstellen der Betonfertigteile begann am Montag vor Ostern, mittwochs stand bereits der Rohbau.
Die Decke des eingeschossigen Schulungszentrums besteht aus Spannbetonhohldecken, auf dem 20 cm Dämmung liegt und ein Kaltsatteldach bildet, auf dem die erwähnte PV- Anlage montiert ist. Die Innenwände sind reiner Trockenbau, bestehend aus einem mittigen Flur und beidseitig davon abgehenden Büroflächen. Während die Flurwände aus Brandschutzgründen bis zur Bodenplatte herabgezogen sind, stehen für eine einfache Umnutzung die weiteren Trennwände auf dem Estrich. Beheizt wird der Neubau über eine Fußbodenheizung und eine Luft-/Wärmepumpe.
Zeigen, was möglich ist
Laurenz Zuber räumt ein, dass weder die Klinkerverblendung noch die 40 cm Mineralschaumdämmung energetisch oder konstruktiv notwendig wären: Für ihn ist der Neubau auch ein Forschungsbau: Er und Gerhard Vorwagner wollen zusammen mit Pfeiffer zeigen, was möglich ist. Dazu zählen auch die reduzierten, in die gedämmten Betonfertigteilelemente integrierten Fensterumfassungen: Von außen reichen diese bis zu den Fensterrahmen, wo sie zurückspringen und ein breiter Purenit- Streifen – ein Holzersatzstoff – anschließt. Der Metallfensterrahmen wird von innen an das Betonfertigteil angeschlagen und mit einer Holzschraube am Purenit fixiert. Nun ist nur noch der Fensterrahmen seitlich abzusilikonieren.
Laurenz Zuber räumt ein, dass weder die Klinkerverblendung noch die 40 cm Mineralschaumdämmung energetisch oder konstruktiv notwendig wären: Für ihn ist der Neubau auch ein Forschungsbau: Er und Gerhard Vorwagner wollen zusammen mit Pfeiffer zeigen, was möglich ist. Dazu zählen auch die reduzierten, in die gedämmten Betonfertigteilelemente integrierten Fensterumfassungen: Von außen reichen diese bis zu den Fensterrahmen, wo sie zurückspringen und ein breiter Purenit- Streifen – ein Holzersatzstoff – anschließt. Der Metallfensterrahmen wird von innen an das Betonfertigteil angeschlagen und mit einer Holzschraube am Purenit fixiert. Nun ist nur noch der Fensterrahmen seitlich abzusilikonieren.
Nachhaltigkeit im Betonbau
Laurenz Zuber und Gerhard Vorwagner betonen die hohe Recyclingfähigkeit der monolithischen Bauweise und dessen geringen CO2-Fußabdruck. Sie sehen in dem Bauen mit mineralischen Dämmstoffen nicht nur ein riesiges Marktpotenzial, sie betrachten das Material auch als eine echte und nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Dämmstoffen.
http://www.bft-international.com
Laurenz Zuber und Gerhard Vorwagner betonen die hohe Recyclingfähigkeit der monolithischen Bauweise und dessen geringen CO2-Fußabdruck. Sie sehen in dem Bauen mit mineralischen Dämmstoffen nicht nur ein riesiges Marktpotenzial, sie betrachten das Material auch als eine echte und nachhaltige Alternative zu erdölbasierten Dämmstoffen.
http://www.bft-international.com