Eine Machbarkeitsstudie zu künftigen Folgenutzungen auf dem Gelände des Bergwerks Saar / Halde Duhamel in Ensdorf und Tragstrukturen aus Faserverbundstoffen für Kleinwindanlagen mittels Webtechnologie: Diese beiden Forschungsprojekte startet B2E3 Institut für effiziente Bauwerke in den nächsten Monaten. Zwei ganz unterschiedliche Themen mit dem gleichen Ziel: Effizienz.
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Grundlegendes Ziel des von der HTW des Saarlandes initialgeförderten Forschungsprojekts ist die Erarbeitung einer Machbarkeitsstudie zu künftigen Folgenutzungen auf dem Gelände des Bergwerks Saar / Halde Duhamel in Ensdorf.
Es dient seit dem 18. Jahrhundert der Versorgung der Region, zuletzt bei einer Fördermenge von 1 Mio. Tonnen Kohle und als Arbeitsplatz für 2400 Beschäftigte. Ende Juni 2012 wird auch dieses letzte aktive Bergwerk des Saarlandes als Zeichen des Strukturwandels geschlossen und die Flächen der Tagesanlage werden frei. Die RAG Deutsche Steinkohle bereitet aktuell einen Masterplan für das Gebiet vor.
Im Rahmen dieses Verfahrens ist eine grundlegende Machbarkeitsstudie sinnvoll, die den tatsächlichen Bedarf und Ziele der Kommune und der Region ermittelt – insbesondere um die Rahmenbedingungen für eine, im Saarland einzigartige, Folgenutzung des Bergwerks zu finden.
Die von EU, Bund und Land eingeleitete Energiewende bedeutet eine CO2-Einsparung von 80 % bis 2050 – bereits ab 2020 sollen alle Neubauten klimaneutral sein. Insbesondere die Bauwirtschaft – dabei kleine mittelständige Betriebe – können vom Struktur- und Energiewandel profitieren. Dazu sind neue Prozesse, Technologien und Produkte erforderlich.
Teil der künftigen Folgenutzung auf dem Gelände des Bergwerks Saar könnte ein Zentrum mit dem Schwerpunkt Energieeffizienz im Bauwesen sein, das Wirtschaft und Wissenschaft verbindet. Durch die dort mögliche Nähe zwischen Betrieben und Forschungseinrichtungen würde sich ein regionales Netzwerk bilden, das Start-Ups und Spin-Offs fördert.
Inhalte und Ziele
Ziel der Machbarkeitsstudie ist die wirtschaftliche und städtebauliche Entwicklungsplanung bei folgenden Inhalten wissenschaftlich zu unterstützen: Standortnutzung, Bedarfsanalyse, Infrastruktur, Flächenbedarf, Denkmalschutz, geplante Ziele, Programming, Monitoring etc. Die Ergebnisse können und sollten Teil des Masterplans der RAG Montan Immobilien GmbH werden und Eigner sowie Kommune in ihren Belangen unterstützen.
Artikel über die 1. Bürgerwerkstatt
Artikel über die 2. Bürgerwerkstatt
Das von der HTW des Saarlandes initialgeförderte Forschungsprojekt bildet den Grundstein für eine geplante, gemeinsame Forschungsgruppe des Instituts B2E3 mit dem Institut für Kunststofftechnik Westpfalz (IKW) der FH Kaiserslautern-Pirmasens.
Beide Institute möchten die Möglichkeiten von last- und formoptimierten Leichtbau-
konstruktionen mit Faserverbundwerkstoffen an dreidimensionalen Verzweigungsprofilen mit Hilfe der Webtechnologie untersuchen und bau-industrielle Anwendungspotenziale ermitteln. Das IKW besitzt die hierfür notwendige Maschinentechnologie in Form einer 3-D-Webmaschine. Bei B2E3 besteht bereits eine umfassende Expertise in der Planung und Umsetzung von Leichtbauweisen und komplexen Geometrien in innovativen Baumaterialien wie Faserverbundwerkstoffen, aber auch Folien, Membranen oder Holz (BOWOOSS). Professor Göran Pohl ist u.a. Herausgeber des Fachbuchs „Textiles, polymers and composites for buildings“ und er hat den Faser-Leichtbau COCOON_FS entwickelt.
Faserverbundwerkstoffe
Faserverbundwerkstoffe (FVW) werden wegen ihrer hervorragenden mechanischen Eigenschaften zunehmend für hocheffiziente Leichtbaukonstruktionen eingesetzt. Sie weisen bei meist besseren mechanischen Eigenschaften ein deutlich niedrigeres Gewicht als Stahl auf.
Die gängigsten Bestandteile der Komposite sind Fasern aus Glas, Carbon, Aramid, aber auch Basalt und verschiedene Naturfasern. Die fortschreitende Entwicklung naturfaserverstärkter Biokunststoffe ermöglicht einen deutlich gesteigerten Nachhaltigkeitsbeitrag, der heute bereits in der Automobilindustrie genutzt wird. Auch im Bauwesen ist von einer zunehmenden Verbreitung von Konstruktionen aus FVW auszugehen.
Kleinwindanlagen
Kleinwindanlagen sind bis zu einer Höhe von 10 Metern genehmigungsfrei – für einen Einsatz in bewohnten Gebieten werden Generatoren mit senkrecht stehenden Drehachsen bevorzugt. Diese weisen zwar einen niedrigeren Wirkungsgrad auf als horizontale Windkraftanlagen. Ihre Vorteile sind jedoch, neben dem geringeren Platzbedarf, die Unabhängigkeit von der Windrichtung und eine verbesserte Funktionssicherheit bei stark schwankenden Windgeschwindigkeiten. Dazu kommt, dass die Konstruktionen geräuscharm sind.
Bislang wurden Kleinwindanlagen jedoch nur für entlegene Standorte und Industriezentren entwickelt. Für öffentlich sichtbare Bereiche sind sie aufgrund ihrer rein funktionalen Gestaltung nicht geeignet. Speziell die Tragkonstruktion (der „Fuß“) der Vertikalachsen-Windgeneratoren wird herkömmlich mit einfachen Stahlhalbzeugen erstellt. Damit ist die Verwendung in bewohnten Gebieten und im öffentlichen Raum aus stadtgestalterischen Gründen unbefriedigend.
Ziele und Inhalte
Ein Ziel des Forschungsprojekts sind ästhetische Lösungen, die wirtschaftlich und konkurrenzfähig zu produzieren sind. Die Verwendung von Hochleistungsfasern mit industrieller Herstellung soll zu Techniken individueller Gestaltung bei niedrigen Kosten führen.
Am 5. und 6. Dezember 2011 fand das internationale Symposium “Composites in Architecture: Structures and skins + Natural forms and material” in Weimar statt. Der Veranstalter SKZ – Das Kunststoff-Zentrum lud zu Vorträgen bekannter Referenten aus Wissenschaft und Wirtschaft zum Thema Faserbunde in der Architektur ein.
Der erste Tag mit der Überschrift “Strukturen und Hülle” beschäftigte sich mit neuen Werkstoffen in der Fassade wie Membranen, Sandwich-Konzepten und Faserverbunden.
Am zweiten Tag wurden “Natürliche Formen und Natürliche Werkstoffe” behandelt mit Diskussionsbeiträgen über die Umweltverträglichkeit von Faserverbunden und mehreren Praxisbeispielen aus Architektur und Bauwesen.
Professor Göran Pohl, Pohl Architekten Stadtplaner und B2E3, hielt am 05.12. einen Vortrag über den von ihm entwickelten Pavillon COCOON_FS in Jena und führte am Abend des 06.12. durch das Objekt.