Neubau eines Jugend- und Familienzentrums in Berlin

Praxistauglicher Infraleichtbeton

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In Berlin wurde erstmals ein öffentliches Gebäude mit Infraleichtbeton gebaut. Der Hochleistungsbeton zeichnet sich durch geringe Rohdichte aus und eignet sich als „tragende Wärmedämmung“ für dauerhafte, nachhaltige und ansprechende Bauten. Am Beispiel des Jugend- und Familienzentrums wurde Infraleichtbeton aus der Forschungsphase in die Praxis geführt.

Anforderung:

Monolithisches Bauen in Sichtbeton ohne zusätzliche Wärmedämmschichten

Lösung:

Infraleichtbeton (50 cm Wanddicke) mit geringer Rohdichte (700 kg/m³)


Der Hype um Infraleichtbeton ist groß. Architekten wünschen sich monolithische Bauweisen aus sichtbarem Beton, die nachhaltig und authentisch sind. Die Heidelberger Beton GmbH hat Infraleichtbeton aus der Forschungsphase in die Praxis geführt.

Mit dem Jugend- und Familienzentrum Betonoase in Berlin wurde nun erstmals in Deutschland ein öffentliches Gebäude mit Infraleichtbeton realisiert. Der für dieses Projekt von Heidelberger Beton in Zusammenarbeit mit Gruber und Popp Architekten (Berlin) und Professor Mike Schlaich (Berlin) konzipierte Beton wurde so konfiguriert, dass er in dieser Güte für unterschiedlichste Projekte auch andernorts herstellbar und lieferbar ist. Durch Infraleichtbeton konnte bei diesem öffentlichen Bau der Passivhausstandard ohne zusätzliche Wärmedämmschicht erreicht werden.

Innen wie außen weist das Gebäude Sichtbetonqualität auf: Infraleichtbeton wird nicht gepumpt, sondern geschüttet. So entsteht eine charakteristische Oberfläche, an der sich die Lagen abzeichnen, wie in einem Steinbruch.

Die „Betonoase“ ist eine Jugendfreizeitstätte des Jugendamtes Berlin-Lichtenberg. Der Entwurf von Gruber und Popp Architekten BDA setzte sich im März 2016 gegen fünf Konkurrenten durch. Im Zuge der Erteilung einer Zustimmung im Einzelfall (ZiE) wurden an der TU Berlin Bauteilversuche durchgeführt und eine Musterwand hergestellt. Die Tragwerksplanung des Projekts erfolgte durch das Berliner Büro von schlaich bergermann partner. Anfang Dezember 2018 wurde die Betonoase eröffnet.

Tragende Wärmedämmung

Hauptsächlich aus Blähtongranulat, einem geringen Anteil an Leichtsanden und Zement bestehend, weist Infraleichtbeton einen hohen Anteil an eingeschlossener Luft auf – was den Dämmeffekt bewirkt. Die eingeschlossene, stehende Luft leitet keine Wärme, weder nach außen noch nach innen. So entsteht im Inneren ein ausgeglichenes Raumklima: Im Winter bleibt es warm, im Sommer angenehm kühl. Mit einer Wandstärke von 50 cm wird in der Betonoase Passivhausstandard erreicht – ganz ohne zusätzliche Wärmedämmung.

Bei der Errichtung des eingeschossigen Pavillons wurde Infraleichtbeton nicht nur für die 50 cm dicken Außenwände, sondern auch für die 32 cm starken Vordächer verwendet. Der eingesetzte Baustoff weist eine Rohdichte von nur 700 kg/m³ exklusive des verzinkten Bewehrungsstahls auf. Da die Verwendung noch nicht durch entsprechende Normen definiert ist, wurde für diesen ersten Einsatz als hochwärmdämmende monolithische Gebäudehülle eine „Zustimmung im Einzelfall“ notwendig.

Baustoffforschung

An der TU in Berlin haben sbp schlaich bergermann partner über die letzten zehn Jahre an einem Beton geforscht, der infraleicht, also leichter als leicht ist. Leichtbeton hat per Definition ein Gewicht von mindestens 800 und maximal 2000 kg/m³. Der Forschungsschwerpunkt, den Mike Schlaich durch seine Lehrtätigkeit an der TU Berlin setzt, hat zum Ziel, den Beton so leicht zu machen, dass er trägt und gleichzeitig, den aktuellen Normen entsprechend, wärmedämmt. Statt Schotter oder Kies werden deshalb leichtere Zuschläge wie Blähton oder Blähglas verwendet. Dadurch wird der Beton leicht, porös und schließt viel Luft ein. So entsteht ein tragender und wärmedämmender Beton. Durch die Integrierung der Wärmedämmung wird der Beton zu einem monolithischen Werkstoff, der ein höheres Gestaltungspotenzial bietet. Die durch die Gewichtsreduktion entstehenden Festigkeitseinbußen sind für den Geschosswohnungsbau vertretbar: Bei einer Trockenrohdichte von knapp unter 800 kg/m3 erreicht man nach Angaben von sbp noch eine Druckfestigkeitsklasse von LC8/9 oder mehr und liegt dabei über den Werten einer Mauerwerkswand aus Porenbeton.

Bei der Betonoase wurde die Bewehrung verzinkt, da dadurch ein Schutz gegen die Korrosion in Folge von Karbonatisierung entsteht: Aufgrund der geringeren Dichte des neuartigen Betons im Vergleich zum Normalbeton ist nicht bekannt, wie tief das CO2 der Luft in den Beton eindringen kann. Da dieser aber den Beton versäuert, bietet die Verzinkung einen sicheren Schutz der Bewehrung vor der Karbonatisierung.

Umgang mit Infraleichtbeton

Heidelberger Beton, ein Tochterunternehmen von HeidelbergCement, hat die Vorstellungen des Architekten bezüglich Leistungsfähigkeit und Aussehen in ein praxistaugliches Produkt umgesetzt, dessen Ausgangstoffe nun klar definiert sind. Damit kann dieser Infraleichtbeton mit den beschriebenen Leistungsparametern für weitere Projekte produziert werden. Der Betonproduzent begleitet den gesamten Bauprozess, berät schon im Vorfeld und gibt Architekten Hinweise für das Leistungsverzeichnis. Außerdem erhalten die Bauausführenden konkrete Hinweise, wie mit diesem selbstverdichtenden Beton bezüglich Schalungsausbildung oder Einbau umzugehen ist.

Mit der Betonoase hat Infraleichtbeton aus der Forschungsphase heraus den Sprung in die baupraktische Anwendung geschafft. Weitere Projekte mit Infraleichtbeton benötigen bis auf weiteres jeweils eine Zulassung im Einzelfall. Auf die Erfahrungen aus dem Projekt Betonoase kann dabei zurückgegriffen werden.


Architekten: Gruber+Popp Architekten, Berlin
www.gruberpopp.de

Bauingenieure: schlaich bergermann partner, Berlin
www.sbp.de

Prüfingenieure: Specht Kalleja + Partner, Bau Werk Plan, Berlin
www.bauwerkplan.de


Mike Schlaich: „Für die Bemessung der geplanten biegebeanspruchten Bauteile, wie die Vordächer und die Fensterstürze, konnten Forschungsergebnisse herangezogen und durch erfolgreich durchgeführte Bauteilversuche an der Technischen Universität Berlin bestätigt werden.“




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