Revo­lu­tio­niert Car­bon­be­ton das ener­ge­ti­sche Bauen?

Zement, Eisen – fertig ist der Stahl­be­ton. Doch der seit der Antike beliebte Bau­stoff lässt sich auch anders beweh­ren – und zwar mit Carbon. Das ultra­leichte und extrem feste Mate­rial bietet dabei auch noch meh­re­rer Vor­teile.

Denn mit dem Carbon lassen sich auch ener­ge­ti­sche Funk­tio­nen in den Beton inte­grie­ren, an die bisher nicht zu denken war.

Im von der Bun­des­re­gie­rung geför­der­ten Projekt C3 (Carbon Con­crete Com­po­site) sind mehr als 150 Partner aus Wis­sen­schaft, Wirt­schaft, Ver­bän­den und Ver­ei­nen enga­giert, um den Einsatz von Kar­bon­be­ton vor­an­zu­trei­ben. Vor­teile sind:

• leich­te­res Bauen
• Form­bar­keit des Carbons erlaubt auch unge­wöhn­li­che Formen, etwa für Fas­sa­den
• Über­de­ckung der Car­bon­ein­la­gen muss ncht so groß sein wie bei Stahl, da es an der Luft nicht kor­ro­diert
• Kom­bi­na­tion mit ver­schie­dens­ten Ele­men­ten wie PV, Licht­lei­ter, Druck­sen­so­ren, elek­tri­schen Lei­tun­gen möglich
• beim Stahl auf­tre­ten­den Kor­ro­si­ons­pro­bleme fallen weg, Lebens­dauer etwa von Brücken steigt, die Instand­hal­tungs­kos­ten sinken
• Wände können dünner gebaut werden als mit Stahl­be­ton, spart Mate­rial und ermög­licht völlig neue archi­tek­to­ni­sche Formen.

Ener­gie­er­zeu­gende Wände

Am Fraun­ho­fer CSP nutzen For­scher die Eigen­schaf­ten, um Pho­to­vol­taik in den Beton zu inte­grie­ren. Dafür gibt es drei mög­li­che Wege: Bei der ersten Vari­ante werden die Solar­mo­dule direkt in Beton­bau­teile mit ent­spre­chen­den Aus­spa­run­gen ein­ge­gos­sen, sodass sie sich ohne Kanten in die Fassade ein­fü­gen.

Die zweite Mög­lich­keit besteht darin, Solar­mo­dule auf Beton­plat­ten zu lami­nie­ren oder zu kleben. Als dritte Option können die Solar­mo­dule mit Druck­knöp­fen, Schrau­ben oder anderen Befes­ti­gungs­me­tho­den ange­bracht werden. Auf diese Weise wären die Module abnehm­bar.

Eine weitere wich­tige Erkennt­nis des C3PV‐Projekts: Der Strom­ertrag steigt, wenn die Fas­sa­den nicht plan sind. Durch Neigen, Kippen, Wöl­bun­gen oder eine Facetten‐Optik lässt sich die für Pho­to­vol­taik nutz­bare Fläche ver­grö­ßern. Auch für die typi­schen Gege­ben­hei­ten im städ­ti­schen Raum sind solche Fas­sa­den besser geeig­net: Es gibt häufig Teil­ver­schat­tun­gen, zudem reflek­tie­ren andere Gebäude in der Nähe das Son­nen­licht. Gefragt sind deshalb klei­nere und bieg­bare Solar­mo­dule.

Weitere For­schungs­schwer­punkte sind

• Gebäu­de­hül­len aus Infra­light­be­ton
• Hoch­ge­dämmte Sand­wich­fas­sa­den
• Ener­gie­spei­che­rung
• Tages­licht­nut­zung mittels licht­lei­ten­der Fasern
• Inte­gra­tion von Leucht­di­oden
• Inte­gra­tion von Sen­so­ren

Unge­löste Pro­bleme

Bevor das neue Mate­rial markt­reif ist, müssen jedoch noch weitere Fragen geklärt werden, so das Brand­ver­hal­ten, die Stei­fig­keit ein­zel­ner Ele­mente, da Car­bon­be­ton ein noch nicht ein­ge­führ­ter Bau­stoff ist. Bisher kommt zudem eine Ver­wen­dung nur für Fas­sa­den in Frage, da keine Erfah­run­gen als tra­gen­des Mate­rial vor­lie­gen. Und auch die Kor­ro­sion des Carbons im alka­li­schen Milieu des Betons ist noch zu klären. Doch dazu wird bereits geforscht.

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Wie eine Dis­rup­tion den Ener­gie­markt umkrem­peln könnte, beschreibt Energieblogger‐Kollege Kilian Rüfer hier auf seinem Blog Sustain­ment.