Minimass ist ein 3D

Andy Coward entwirft eine neue Art minimalistischer Hybridbalken.

Katherine Martinko ist Expertin für nachhaltiges Leben. Sie hat einen Abschluss in englischer Literatur und Geschichte von der University of Toronto.

Minimasse

Ich habe 3D-gedruckte Gebäude als eine Lösung bezeichnet, die nach einem Problem sucht. In einem aktuellen Beitrag über 3D-gedruckte Häuser entgegnete die Bautechnikexpertin Belinda Carr: „Dies ist eine so neue Branche und es gibt so viel Forschung und Innovation, dass es eine äußerst aufregende Branche ist.“

Sie hatte recht schnell Recht, wie ich vom australischen Professor Philip Oldfield über Minimass erfuhr – einen 3D-gedruckten Betonträger, der tatsächlich eine Lösung für ein Problem darstellt. Es wurde von Andy Coward von Net Zero Projects Limited entworfen; Er hat einen erstklassigen Abschluss in Bau- und Bauingenieurwesen der Universität Cambridge und verfügt über mehr als 15 Jahre Erfahrung in Design und Bau. Bevor er Minimass erfand, hatte er leitende Positionen bei der Bjarke Ingels Group in Kopenhagen als technischer Leiter und bei Foster + Partners in London als Associate Partner inne.

Er erzählt Treehugger: „Meine Arbeit entstand aus der Frustration darüber, dass das Potenzial des 3D-Drucks verschwendet wird. Deshalb habe ich mich selbst herausgefordert, eine intelligente Art und Weise zu finden, diese Techniken einzusetzen.“

Minimasse

Stahlbeton hat einen großen CO2-Fußabdruck aufgrund der Chemie und der Hitze, die zur Herstellung von Zement erforderlich sind, der mit Sand und Zuschlagstoffen zur Betonherstellung vermischt wird. Beton weist eine große Kompression auf, was an der Oberseite des Balkens der Fall ist. Die Stahlbewehrung an der Unterseite des Trägers steht unter Spannung.

Der größte Teil des Betons in der Mitte dient kaum mehr als der Bereitstellung des erforderlichen Abstands zwischen der Oberseite des Balkens und der Unterseite. Aus diesem Grund freue ich mich jedes Jahr am schwedischen Waffeltag so sehr über Waffelplatten, die so viel Beton wie möglich weglassen und große Spannweiten haben. Leider sind sie in Ungnade gefallen, weil sie so arbeitsintensiv sind.

Minimasse

Was Coward so bemerkenswert gemacht hat, ist, dass er einen Träger entworfen hat, den man aufgrund der Komplexität der erforderlichen Schalung nie auf herkömmliche Weise herstellen würde, der aber leicht aus einem 3D-Drucker herausgespritzt werden kann. Er hat oben ein Stück Beton für die Kompression, Dreiecke aus Beton, die als Steg fungieren und die Oberseite unter Druck von der Unterseite trennen, und für die Unterseite ein vorgespanntes Kabel anstelle einer herkömmlichen Zugbewehrung verwendet.

Minimasse

Nicht nur die benötigte Betonmenge wurde um 78 % reduziert, sondern auch die Stahlbewehrung wurde um 70 % reduziert. Und natürlich gibt es beim 3D-Druck keine Schalung – eine erhebliche Ersparnis. Coward behauptet außerdem, dass „die neue Technik des 3D-Drucks das Potenzial dieses Designs erschließt, indem sie die Herstellung dieser Balken zu einem Bruchteil der Kosten herkömmlicher Mittel ermöglicht.“

MOSSOT / Wikimedia Commons / CC BY-SA 4.0

Coward weist darauf hin, dass es sich um das gleiche Prinzip handelt, das man auch bei Brücken sieht, etwa bei Michel Virlogeuxs Pont du Truc de la Fare in Frankreich, ebenfalls eine Mischung aus Beton und Stahl.

Das Wunderbare daran ist die drastische Reduzierung des Bedarfs an Beton, der für mehr als 7 % der weltweiten Kohlendioxidemissionen (CO2) verantwortlich ist, und an Stahl, der für bis zu 9 % der CO2-Emissionen verantwortlich ist. Aber wo würde man einen solchen Strahl einsetzen? Feigling sagt zu Treehugger:

Prakash Patel Fotografie

Das ist ein sehr interessanter Punkt. Platten aus Brettsperrholz (CLT) sind bidirektional, d. h. sie können auf Säulen ohne Balken gestützt werden, sind jedoch auf etwa 6 Meter bzw. 20 Fuß begrenzt. Um dieses Problem zu lösen, verwenden viele Designer Holzbalken aus Brettschichtholz, wie wir kürzlich im Apex Plaza von William McDonough + Partners in Charlottesville, Virginia, gezeigt haben. Das waren große Hupenbalken mit viel Holz darin. Auch wenn Holz im Vergleich zum herkömmlichen Betonbau einen sehr geringen CO2-Fußabdruck hat, hat es dennoch Auswirkungen.

Ed Reeve

Das ist einer der Gründe, warum selbst der Meister des Massivholzbaus, Waugh Thistleton, bei seinem Projekt „6 Orsman Road“ eine Mischung aus Stahlträgern verwendet hat. Sie hatten größere Spannweiten und konnten die Balken voller Löcher stanzen und die Leitungen durch sie statt unter ihnen verlegen.

GB-Patent 2104096

Diese Skizze aus der Patentanmeldung zeigt, dass Coward auch darüber nachdenkt. Im Gegensatz zu einem massiven Betonträger können Sie die Leitungen direkt durch ihn hindurchführen, was die Gebäudehöhe reduzieren und Geld sparen kann. Einige äußerten Bedenken hinsichtlich des Brandschutzes, aber Coward zeigt auf der Website, wie die Kabel mit aufschäumender Farbe behandelt, in vergossenen Kanälen verlegt oder vor Ort isoliert werden können.

Einige haben sich auch darüber beschwert, dass wir überhaupt keinen Beton verwenden sollten, denn bei seiner Herstellung wird Kohlendioxid freigesetzt, während die Verwendung von Massivholz es speichert. Die Wissenschaft ist sich jedoch noch nicht darüber im Klaren, wie viel Kohlenstoff in Massivholz gespeichert ist und wie viel von den Wurzeln, der Brandholzverrottung und der Ofentrocknung freigesetzt wird. Ich zitiere gerne Paula Melton von BuildingGreen, die sagt: „Holz kann für seinen geringeren Fußabdruck von Vorteil sein, aber verwenden Sie Holz nicht als Ausweg aus dem CO2-Gefängnis. Überlegen Sie, welche Materialien und Systeme das herstellen.“ „Machen Sie die für das Projekt am sinnvollsten aus und optimieren Sie deren Einsatz, vorzugsweise mit der Ökobilanz des gesamten Gebäudes als Leitfaden.“

Man müsste diese Ökobilanz durchführen, um herauszufinden, welches einen geringeren CO2-Fußabdruck hat, und auch den Zeitwert der CO2-Emissionen berücksichtigen. Aber als jemand, der Suffizienz predigt – also die geringste Menge von allem zu verwenden, mit der man durchkommen kann – sieht es auf jeden Fall so aus, als ob in Cowards Design viel weniger Material steckt. Es scheint seinem Namen alle Ehre zu machen: Minimass.

Schauen Sie sich auch die Minimass-Website an, die meiner Meinung nach ein Musterbeispiel für minimalistisches und elegantes Design ist.