Pneumatic Wedge Methode: Die aufblasbare Betonkuppel

Mit der »Pneumatic Wedge Methode« ist am Institut für Tragkonstruktionen an der TU Wien von Prof. Johann Kollegger und Benjamin Kromoser eine neue und revolutionäre Schalenbautechnik entwickelt worden.

Prof. Johann Kollegger beschreibt den Ansatz für diese Schalenbautechnik einfach: „Schneidet man eine Orangenschale regelmäßig ein, kann man diese flach auf dem Tisch ausbreiten. Wir machen es eben umgekehrt, wir beginnen in der Ebene und stellen daraus eine gekrümmte Schale her.“ Das Innovative an dieser ausgeklügelten Methode ist vor allem, dass hier statt einer teuren Stützkonstruktion aus Holz ein aufblasbares Folienkissen als Hilfskonstruktion zum Einsatz kommt. Die hohen Kosten für diese Holzgerüste sind nämlich der Grund, dass in den letzten Jahren kaum noch große Schalenbauten aus Beton errichtet wurden. Ohne die Holzgerüste spart man Zeit, Ressourcen und eine Menge Geld. Laut Benjamin Kromoser könnten durch diese Luftpolstertechnik etwa die Hälfte der Baukosten eingespart werden. Bei besonders großen Bauten wäre die Ersparnis noch größer.

Die »Pneumatic Wedge Methode« funktioniert folgendermaßen: Eine Platte wird mit gewöhnlichem Beton gegossen und flach auf dem Boden ausgehärtet. Sie wird in mehrere Segmente unterteilt, zwischen denen je nach angestrebter Form passende keilförmige Stücke radial ausgespart werden. Ist die Betonplatte ausgehärtet, wird ein darunterliegendes Pneu, das aus zwei miteinander verschweißten Kunststofffolien besteht, mit Luft aufgepumpt. Gleichzeitig wird ein außen um die Betonplatte verlaufendes Stahlseil zusammengezogen. Somit wird der Beton innen durch die sich wölbende Folie gehoben und von außen zusammengedrückt, wodurch die gekrümmte Form der Kuppel entsteht. Um sicherzustellen, dass sich alle Teile der Platte gleichmäßig heben, sind die Segmente der Platte mit Metallschienen verbunden. Durch das Verbiegen des Betons entstehen zwar unzählige kleine Risse, laut Prof. Johann Kollegger stellen diese jedoch für die Stabilität der Schale kein Problem dar. Er verweist auf die Risse in alten Steinbögen. Ihm zufolge stimmt hier auch die Form und jeder Stein hält den anderen fest, sodass die Konstruktion hält. Bei der »Pneumatic Wedge Methode« wird das Bauwerk am Ende einfach verspachtelt und verputzt, danach hält es – trotz geringerer Stärke – genauso großen Belastungen stand wie eine auf herkömmliche Weise errichtete Kuppel. Die Zeit-, Material- und Kosteneinsparungen überzeugen: Die Anhebung der Kuppel hat bei dem Versuch der TU Wien nur etwa zwei Stunden gedauert. Prof. Johann Kollegger zufolge sind Kuppeln mit einem Durchmesser von 50 Metern mit dieser Methode problemlos machbar, richtig interessant wird es erst, wenn die Schalen Mehrfachkrümmungen aufweisen.

Wir dürfen gespannt sein, welchen Einfluss diese richtungweisende Schalenbautechnik auf die Architektur in Zukunft haben wird.

 

Fotos: TU Wien

Die Pneumatic Wedge Methode