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