Konstruktive Strategien für Fassaden aus Papier

Stipendiatin/Stipendiat: Rebecca Bach

Papierprodukte sind in unserem Alltag bereits weit verbreitet. Sie werden als stabile und schützende Transportmaterialien verwendet sowie als Trägermaterial für verschiedene Medien. Im Bauwesen entsteht durch Klimawandel und Ressourcenverknappung ein immer größeres Bedürfnis nach ökologischen, auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Baustoffen. Ansätze zur Integration von Papierwerkstoffen in den Bausektor sind sowohl in der Forschung als auch in umgesetzten Pilotprojekten vorhanden. Die gesellschaftliche und vor allem planerische Akzeptanz ist, bedingt durch mangelnde Vermittlung der bestehenden Möglichkeiten und weiteren Forschungsbedarf, jedoch kaum vorhanden.

Das Material hat diverse konstruktive, ökologische und sogar ökonomische Vorteile: Es ist kostengünstig und einfach -bis zu 100% aus dem nachwachsenden Rohstoff Holz- herstellbar, kann problemlos in allen Herstellungsschritten funktionalisiert, bearbeitet und geformt werden, weist hohe spezifische Zugfestigkeiten und gute wärmedämmende Eigenschaften auf und ist mehrfach rezyklierbar. Es ist also ein kreislaufgerechtes Leichtbaumaterial, welches tragende, wärmedämmende und dichtende Funktionen übernehmen kann.

Die hauptsächlichen Defizite von Papierwerkstoffen sind die Feuchtigkeitsanfälligkeit und die Brennbarkeit des Materials. Um einen ausreichenden Brandschutz zu gewährleisten reichen reine Verdichtungsmaßnahmen des Materials nicht aus, es werden zusätzliche Additive oder Beschichtungen benötigt. Als Beschichtung weisen neben den herkömmlichen Brandschutzbeschichtungen auch die in Well- und Wickelpappen verwendeten Klebemittel, modifizierter Stärkeleim und Wasserglas, durch ihre intumeszierende Wirkung große Potentiale auf. Auch zum Feuchteschutz werden Maßnahmen geprüft, die einen möglichst geringen Einfluss auf die Rezyklierbarkeit der Werkstoffe haben.

Basierend auf diesen Ergebnissen werden Fassadenkonstruktionen mit einem maximalen Anteil an Papierwerkstoffen entwickelt, welche zu Prüfungszwecken baulich in die Praxis umgesetzt werden. Die Materialanalysen sind die bautechnische Basis, um die Konstruktionsentwürfe wissenschaftlich/ bauphysikalisch begründen zu können. Die Potentiale der Papierwerkstoffe dienen als Auswahlkriterien für die Wahl der Fassadentypologie und den detaillierten Aufbau der Konstruktion. Für hauptsächlich auf Zug belastete, flächige Bauteile, welche leicht austauschbar sein sollten, eignen sich dementsprechend Element- oder Skelettbauweisen am besten. Aus den vier Kategorien der Papierwerkstoffe (Vollpappen/Karton/Papier, Wellpappen, Wabenpappen und Faserguss-Formteile) werden die Materialien entsprechend ihrer Hauptpotentiale den jeweiligen Funktionen zugeordnet (bsp. Beschichtete Vollpappe -> Feuchte- und Brandschutz, Wellpappe -> Wärmedämmung).

Anhand dieser Konstruktionen können abschließend Planungsstrategien für ökologische Fassadensysteme aus Papier entwickelt werden. Diese Strategien bauen auf den Erkenntnissen sowohl aus den Materialanalysen, als auch aus den konstruktiven Entwürfen auf. Sie dienen dazu, den Planern einen Leitfaden zur Umsetzung des neuen Baumaterials in ihren Projekten an die Hand zu geben. Somit wird eine Verbreitung und Anwendbarkeit des Materials erzeugt, die die Akzeptanz auf gesellschaftlicher, wie auch auf planerischer Ebene erhöht.

Förderzeitraum:
01.01.2017 - 31.12.2019

Institut:
RWTH Aachen Fakultät Architektur Rezykliergerechtes Bauen

Betreuer:
Prof. Dr. Linda Hildebrand

E-Mail: E-Mail schreiben

URL: http://www.rb.rwth-aachen.de/

Publikationen: