Durch das vereinfachte Verbinden und Trennen einzelner Elemente können bei Reparaturen, Renovierungen oder Nutzungsänderungen Zeit, Material und Bauschutt eingespart werden.
Ein interdisziplinäres Forschungsteam der TU Graz hat im Projekt ReCon gemeinsam mit Unternehmenspartnern ein Klett-Verbindungssystem für Gebäude entwickelt: Damit lassen sich unterschiedliche Gebäudeteile resilient verbinden und bei Bedarf einfach voneinander trennen. Der Fokus lag auf der Verbindung von Bauteilen mit unterschiedlicher Lebensdauer, bei denen irreversible Verbindungen den Austausch üblicherweise erschweren. Hierzu untersuchten die Forschenden zwei unterschiedliche Zugänge. Einerseits klebten sie industrielle Klettkomponenten auf herkömmliche Beton- oder Holzbauteile. Andererseits stellten sie Klettkomponenten aus den Rohbaustoffen Beton und Holz sowie aus Papierwerkstoffen her. Solche Klettsysteme ermöglichen es, langlebige Tragstrukturen, die über Jahrzehnte bestehen sollen, von kurzlebigeren Elementen wie Installationen, Oberflächen, Fußböden oder nicht-tragenden Innenwänden sauber zu trennen. Das Projekt ReCon, in dem das Institut für Architekturtechnologie, das Labor für Konstruktiven Ingenieurbau sowie das Institut für Biobasierte Produkte der TU Graz mit den Unternehmen Axtesys und NET-Automation zusammenarbeiteten, wurde von der Forschungsförderungsgesellschaft FFG gefördert und beim vom Bildungs- und Klimaschutzministerium vergebenen Sustainability Award 2024 in der Kategorie Forschen mit Gold ausgezeichnet.
Teiletausch statt Abriss
„Das zentrale Prinzip von ReCon ist die Rückbaubarkeit von Gebäuden durch klar definierte, trennbare Schnittstellen“, sagt Projektleiter Matthias Lang-Raudaschl vom Institut für Architekturtechnologie der TU Graz. „Dadurch sind im Falle einer Renovierung oder neuen Nutzung nur jene Bauteile zu tauschen, die abgenutzt sind oder neuen Anforderungen entsprechen müssen. Das verlängert die Gesamtlebensdauer eines Gebäudes erheblich, da statt eines Abrisses ein einfacher Teiletausch genügt. Dadurch lassen sich viel Bauschutt und Materialverbrauch verhindern.“
Das entwickelte System mit Klettkomponenten aus Rohbaustoffen funktioniert wie ein Klettverschluss – nur in etwas größerer Dimension. An den zu verbindenden Enden der Bauteile befinden sich direkt eingearbeitete Pilzköpfe oder Haken, die sich auf der entgegengesetzten Seite in ein (eigens mittels 3D-Druck hergestelltes) Klettelement verhaken und damit fest verbinden. Die im Projekt entwickelten Verbindungssysteme zeigten bei Tests im Labor für konstruktiven Ingenieurbau der TU Graz eine gute Haftzugfestigkeit, die mit industriellen Produkten vergleichbar ist.
Die entwickelte Klettverbindung ist primär für Innenräume gedacht, um etwa nicht-tragende Holz- oder Gipswände oder Teile mit Installationen zu tauschen. Eine weitere Steigerung der Haftzugfestigkeit versprechen sich die Forschenden, wenn statt des im Projekt genutzten 3D-Drucks für das Klettelement Spritzguss oder gestanztes Metall zur Anwendung kommen.
Digitalisierung der Teiledaten
Neben dem Klettsystem entwickelten die Forschenden im Projekt ReCon das Konzept einer digitalen Anwendung, um die Wiederverwendung von Bauteilen zu erleichtern. Ziel war es, Bauteildaten langfristig nutzbar zu machen und dadurch zu einer verbesserten Kreislaufwirtschaft beizutragen. Das Team hat dafür zwei Methoden entwickelt. Zum einen integrierte es RFID-Chips in die Bauteile, wodurch Informationen zur Zusammensetzung und dem Einbaudatum direkt vor Ort auslesbar sind. Zum anderen untersuchten sie den Einsatz von QR-Codes, die auf das jeweilige Element gedruckt oder gestanzt werden und Mindestdaten zum Bauteil enthalten. Beim Rückbau lassen sich die Codes mit einem Smartphone scannen, um den Zustand des Elements einschätzen und mögliche Schadstoffe erkennen zu können. Das erleichtert nicht nur die Wiederverwendung, sondern erhöht auch die Sicherheit. So kann etwa ein prüfendes Labor schon viele Risiken erkennen, wenn das Herstellungsjahr eines Bauprodukts bekannt ist.
Schaustücke aus dem Projekt ReCon sind noch bis Ende 2026 im Rahmen der Sonderausstellung „More Than Recycling - Die Ausstellung zur Kreislaufwirtschaft“ im Technischen Museum Wien zu sehen.
Im TU Graz Wissenschaftspodcast „Talk Science to Me” sprach Matthias Lang-Raudaschl ausführlich über das Projekt ReCon. Abrufbar unter: https://www.tugraz.at/news/artikel/talk-science-to-me-52-beton-mit-klettverschluss