Zeit für Revolution im Bauwesen
In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit zu den größten Herausforderungen zählt, stellen wir uns die entscheidende Frage: Wie können wir wirtschaftliches Bauen effizient und zukunftsorientiert gestalten? Unsere Antwort lautet: durch Forschung, Entwicklung und Innovation.
Kaltziegel
Vor dem Hintergrund begrenzter Rohstoffvorkommen gewinnt der Umgang mit Rohstoffen an Bedeutung. In Deutschland fallen große Mengen an Bauabfälle an und machen einen erheblichen Anteil des gesamten Abfallaufkommens aus. Diese gigantische Menge verdeutlicht die Notwendigkeit eines Paradigmenwechsels: weg vom linearen Take-make-waste-Konzept hin zu einer stärkeren Wiederverwendung von Baustoffen.
Auch bei Leipfinger-Bader fallen Ziegelbruch und Ziegelsand an verschiedenen Stellen im Produktionsprozess eines Ziegels an. Um diese Ziegelreste für die Herstellung neuer Wandbausteine weiterzuverwenden, wurde ein Verfahren entwickelt. Der Kaltziegel wird unter Verwendung von recyceltem Ziegelmaterial und ohne Brennvorgang hergestellt.
Lehm-Holz Massivdecke
Die Verfügbarkeit von industriell gefertigten Bauprodukten hat im letzten Jahrhundert eine entscheidende Rolle für die Effizienz, Qualität und Erschwinglichkeit des Bauens gespielt. Sie ermöglicht es der Branche, auf die Herausforderungen des Marktes mit innovativen Lösungen zu reagieren. Gleichzeitig stellt sich die Frage, wie sich Treibhausgasemissionen reduzieren und Konstruktionen so planen lassen, dass Bauteile am Ende ihrer Nutzungsdauer getrennt, wiederverwendet oder recycelt werden können.
Ursprünglich als Masterarbeit an der TU München konzipiert, punktet die nun zur Serienreife entwickelte Holz-Lehm-Massivdecke durch zwei Vorteile: Eine durch robotergesteuerte Fertigung optimierte Deckengeometrie aus Holz bildet ein Tragwerk, das mit Lehm in einer Rohdichte von 2200 kg/m3 verfüllt wird, um Raumabschluss, Brandschutz, Schallschutz und thermische Masse zu erzeugen. Anstelle des Stampfens der Lehmmischung wird ein Gießverfahren mit aus der Lebensmittelindustrie bekannten Fließmitteln gewählt. Dies hat den Vorteil, dass eine hohe geometrische Freiheit möglich ist, wodurch z.B. Leitungen und technische Einbauten flexibel in das Bauteil eingegossen werden können.
Forschungsprojekt EASI ZERo (2022 – 2025)
Die Gebäudehülle ist ein wichtiger Ansatzpunkt für europäische Regelungen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor. Ziel ist es, den Energiebedarf von Gebäuden weiter zu verringern. Dazu können unter anderem eine leistungsfähige Dämmung, Fenster und Türen mit guten Wärmedämmeigenschaften sowie geeignete Materialien und Konstruktionsweisen beitragen.
Hier setzt das von der EU geförderte Projekt EASI ZERo an: Es untersucht, wie biogene und recycelte Materialien dazu beitragen können, die thermische Leistungsfähigkeit neuer und bestehender Gebäudehüllen um bis zu 20 Prozent zu verbessern. Gleichzeitig wird erforscht, wie sich der CO_2-Ausstoß bereits bei der Herstellung auf ein Niveau nahe null reduzieren lässt. Leipfinger-Bader untersucht dabei unter anderem Dämmstoffe für dämmstoffgefüllte Hintermauerziegel. Außerdem werden Alternativen für die Dämmung von Rollladen- und Raffstorekästen erforscht, für die erste praktische Erprobungen durchgeführt werden.
INBUILT (2023 – 2027)
Unter der Leitung der Université Côte d’Azur entwickelt und demonstriert das Horizon-Europe-Projekt INBUILT zehn neue Bauprodukte und -systeme. Das Projekt untersucht, wie verschiedene Material- und Konstruktionsansätze die Treibhausgasbilanz von Gebäuden beeinflussen können.
Zu den untersuchten Lösungen gehören große Stampflehmziegel, Ziegelprodukte unter Verwendung von Ziegelmaterial aus definierten Quellen, hybride Strohlehmplatten, Beton und Betonblöcke unter Verwendung von rezyklierten Materialien, vorgefertigte Außen- und Innenwandelemente aus definierten Holz-Rest- oder Abfallströmen, Fensterlösungen mit recyceltem Glas und PUR-Rahmen mit biobasierten Bestandteilen, vorgefertigte Vorhangfassaden mit biobasierten Bauteilen, Dämmmatten unter Verwendung von Altpapier und Textilfasern, Dämmplatten und Akustikpaneele aus Pilzmyzel sowie Photovoltaikmodule zur Untersuchung weiterer Nutzungsmöglichkeiten nach dem Ersteinsatz.
Die von Leipfinger-Bader entwickelten Lösungen werden im Labormaßstab validiert. Im nächsten Schritt sollen sie in realen Gebäudeumgebungen getestet werden.
R-ZiEMENT
Was wären Hochhäuser, Brücken und Fundamente ohne den Baustoff Beton? Wahrscheinlich schwierig zu realisieren. Von den Römern als „opus caementicium“ erfunden, ist der Baustoff seit Mitte des 20. Jahrhunderts von den Baustellen nicht mehr wegzudenken. Gleichzeitig stellt sich die Frage, welche Umweltwirkungen mit der Herstellung und Nutzung von Beton verbunden sind. Hier setzt das Forschungsprojekt R-ZiEMENT an.
In einer Versuchsreihe wurde Ziegelbruch als Betonzusatzstoff eingesetzt, da dieser Stoff auch nach dem Brennen noch reaktiv ist. Dadurch kann die Festigkeit des Endproduktes weiter erhöht werden. Erste Versuche mit „R-ZiEMENT“ zeigten eine Reduzierung des Portlandzementklinkeranteils um rund 30 Prozent.
Climate Active Envelopes“ (CAE)
Was können keramische Fassaden gegen den Hitzestress in Städten tun? Sie können unter bestimmten Bedingungen zur Verschattung und zum sommerlichen Wärmeschutz beitragen. Deshalb wird ein Konfigurator entwickelt, mit dem individualisierbare Wand- und Fassadenelemente erstellt werden können. Ziel ist es, Fassadenelemente mit unterschiedlichen Verschattungs- und Wärmeschutzeigenschaften zu konfigurieren.
Erreicht werden kann dies durch keramische Fassaden, sogenannte Climate Active Envelopes (CAE). Die spezielle Anordnung der Ziegel erzeugt je nach Ausrichtung und Sonnenstand Verschattungsbereiche innerhalb des zweischaligen Aufbaus. Die Hintermauerziegel können dadurch zur Begrenzung des solaren Wärmeeintrags in den Innenraum beitragen. Die Selbstverschattung kann außerdem die solare Aufheizung der Außenfassade unter bestimmten Bedingungen verringern.
Forschungsansatz zur Nutzung mineralischer Bauabfälle
In Deutschland fallen große Mengen mineralischer Bauabfälle an. Das Forschungsprojekt Kreisbau untersucht, wie diese Abfälle aufbereitet und für die Herstellung von Recyclingbaustoffen genutzt werden können. Gemeinsam mit unseren Partnern entwickeln wir Verfahren zur Aufbereitung von Mauerwerksabbruch. Dabei wird unter anderem untersucht, wie sich der Sulfatanteil in definierten Materialströmen verringern lässt. Ziel ist es, die aufbereiteten Materialien für ausgewählte Bauanwendungen in Recyclingbaustoffen einzusetzen.
Holz Lehm Wand (HyHoLe, 2023 – 25)
Das HyHoLe-Wand-Projekt untersucht die Entwicklung dünner, großformatiger Platten aus Holz und Lehm für den Einsatz in ausgewählten Bauanwendungen. Im Mittelpunkt stehen die Optimierung der hygrothermischen Eigenschaften, die Verbesserung der Sorptionsfähigkeit, der Verarbeitbarkeit der Platten und ihre Vorfertigbarkeit in Elementbauteilen. Durch den Einsatz spezieller Tonminerale soll die Feuchtigkeitsregulierung gezielt verbessert und die thermische Masse erhöht werden, um den Innenraumkomfort zu verbessern.
Die industrielle Fertigung dieser Platten ermöglicht eine schnelle Montage. Die Auswirkungen der industriellen Fertigung und der Anpassbarkeit auf den Materialeinsatz werden im Projekt untersucht.
Timber Earth Slab (T.E.S., 2023 – 2025)
Das Timber Earth Slab (T.E.S.)-Projekt erforscht und entwickelt ein neu entwickeltes Deckensystem, das Holz und Lehm in einem hybriden Aufbau kombiniert. Ziel ist es, eine industriell gefertigte Holz-Lehm-Decke zu entwickeln und ihre Eigenschaften im Hinblick auf Brandschutz, thermische Masse und Schallschutz im mehrgeschossigen Holzbau zu untersuchen. Durch computergestütztes Design und robotische Fertigung wird ein Vorfertigungsprozess entwickelt, um maßgeschneiderte Bauteile mit definiertem Materialeinsatz zu produzieren. Die mit der Herstellung verbundenen Treibhausgasemissionen sollen in den festgelegten Lebenszyklusphasen bewertet werden.
T.E.S. untersucht eine Holz-Lehm-Decke für den Einsatz in ausgewählten Bauanwendungen. Ziel ist es, die Konstruktion hinsichtlich technischer Eigenschaften, Umweltwirkungen und Kosten mit definierten Massivdeckensystemen zu vergleichen. Im Projekt wird außerdem untersucht, wie sich die Treibhausgasemissionen der Deckenkonstruktion in den festgelegten Lebenszyklusphasen bewerten lassen.