Nicht nur Formenvielfalt, auch Multifunktionalität erlaubt Carbonbeton, links eine Bewehrung, rechts das fertige Betonelement. Foto: Frank Urbansky

Revo­lu­tio­niert Carbon­beton das ener­ge­tische Bauen?

von | 15. November 2016

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.

In Carbonbeton installierte Photovoltaik-Module: flexibel einstellbar (links), statisch intergriert und auswechselbar (Mitte), direkt bündig in den Beton eingearbeitet (rechts). Fotos: Urbansky C³, Carbon Concrete Composite, Photovoltaik

In Carbon­beton instal­lierte Photovoltaik-​Module: flexibel einstellbar (links), statisch inter­griert und auswech­selbar (Mitte), direkt bündig in den Beton einge­ar­beitet (rechts). Fotos: Urbansky

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.

Frank Urbansky

Freier Jour­na­list und Fach­au­tor, unter anderem für die Fach­ma­ga­zine und Portale Brenn­stoff­spie­gel, Uniti; DW Die Woh­nungs­wirt­schaft und Immo­bi­li­en­wirt­schaft; Haufe-Lexware; Energie&Management; IVV, Huss Medien; Motor­tech­ni­sche Zeit­schrift und Sprin­ger­Pro­fes­sio­nal; Sprin­ger Fachverlag; SHK Profi und tab, Bau­ver­lag; stadt+werk, k21

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