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Sandwich aus Naturstein und Beton für hochwertiges Bauen zu erschwinglichen Kosten

Futurafrosch, Bärlocher AG: Wohnhaus in Obfelden unweit von Zürich.Futurafrosch, Bärlocher AG: Wohnhaus in Obfelden unweit von Zürich.

In der Schweiz hat das Architekturbüro Futurafrosch zusammen mit der Sandsteinfirma Bärlocher und weiteren Partnern eine innovative Technologie entwickelt

Architekten vor allem aus Frankreich entwickeln seit einigen Jahren die uralte Idee weiter, Häuser aus massiven Natursteinwänden zu errichten (Link siehe unten). Aus der Schweiz kommt dazu nun eine ganz innovative Idee: es sind Sandwichwände aus Steinplatten und Beton mit einer Wärmedämmung dazwischen. Die Elemente werden im Betonwerk vorgefertigt und auf der Baustelle nur noch aufgestellt.

Besonderheit des Konzepts ist, dass Bauherr, Architektin und beteiligte Forscher die Qualitäten beider Materialien nutzen wollten: Stein ist hochwertig und kann außerdem große Lasten tragen, Beton ist billig und ebenfalls sehr belastbar, so dass bei diesem Sandwich die Steinplatte – anders als beim Massivbauen – nur ein paar Zentimeter breit sein muss. Zwischen den beiden Schichten liegt die Wärmedämmung.

Bei einem Wohnhaus in Obfelden unweit von Zürich konnte die prinzipielle Tauglichkeit unter Beweis gestellt werden. Es handelte sich um einen eingeschossigen Anbau an ein Haus aus den 1960ern.

Architektin des Umbaus war Kornelia Gysel vom Büro Futurafrosch, die wissenschaftlichen Untersuchungen hatten Forscher der Hochschulen Chur und Luzern durchgeführt, die Natursteinplatten lieferte die Bärlocher AG und die Sandwiches produzierte das Werk für Betonelemente Befag.

Eine Anschubfinanzierung bekam das Projekt aus Mitteln der Schweizer Kommission für Technik und Innovation (KTI).

Mit dem Anbau sollte das Haus im Erdgeschoss ein zusätzliches Wohnzimmer mit großem Fenster bekommen.

Mit dem Anbau sollte das Haus im Erdgeschoss ein zusätzliches Wohnzimmer mit großem Fenster bekommen. Dessen Außenwände bestehen aus vorgefertigten Elementen: die Betonschicht im Sandwich ist 6 cm dick, die Steinplatte 5 cm und die Wärmedämmung dazwischen 26 cm. Entlang des Sockels ist der Naturstein 2 cm dicker, im Beton gibt es Rippen mit 16 mm Dicke.

Das Foto beweist, dass die Sandwichelemente tatsächlich die Lasten von oben abtragen, nämlich das Gewicht des neuen Balkons im 1. Obergeschoss.

Die größte Steinplatte misst ungefähr 2,80 mal 2,20 cm. Die Maße ergeben sich aus der Steinsorte, die verwendet wird. Hier handelte es sich um Rohrschacher Sandstein, den die Bärlocher AG in ihrem Steinbruch in Gstaad gewinnt.

Das Foto beweist, dass die Sandwichelemente tatsächlich die Lasten von oben abtragen, nämlich das Gewicht des neuen Balkons im 1. Obergeschoss. Der ist wiederum aus Betonfertigteilen zusammengesetzt.

Die Bauleute brauchten nur einen Tag, um die Elemente aufzustellen.

Die Bauleute brauchten nur einen Tag, um die Elemente aufzustellen. Kornelia Gysel nennt die Voraussetzungen, damit bei der Montage wirklich Kosten gespart werden können: „Wenn man mit vorgefertigten Elementen arbeitet, muss man eine gute Vorbereitung inklusive einer guten Planung haben. Dazu kommt präzises handwerkliches Tun.“ Diese Sorgfalt, betont sie, „wird später als Wertigkeit am Gebäude sichtbar“.

Verputzt wird die Außenwand nicht, schließlich soll sich der Naturstein als Material mit Wert zeigen. Seine Oberfläche ist geflammt, was die wellenartige Struktur ergibt.

Verputzt wird die Außenwand nicht, schließlich soll sich der Naturstein als Material mit Wert zeigen. Seine Oberfläche ist geflammt, was die wellenartige Struktur ergibt.

Die Fugen wurden breiter als gewöhnlich ausgelegt. Das lag daran, dass man zuvor mit dem Zusammensetzen solcher Sandwichelementen keine Erfahrungen hatte und beim Prototyp etwas Spielraum einkalkulierte.

Nach 7 Jahren Forschung ist das Konzept nun fertig für Anwendungen beziehungsweise für Versuche mit Mehrgeschossern. Dazu müssen für jedes Vorhaben wieder Berechnungen angestellt werden, etwa über die benötigte Dicke der Natursteinplatte.

Noch in der Entwicklungsphase ist der Kleber, der die 3 Schichten im Sandwich zusammenhält. Da es keine Langzeittests mit den Bindemitteln gab, mussten die vorgefertigten Elemente aus Sicherheitsgründen mit Stahlankern verstärkt werden. Diese Anker verbinden den Beton mit dem Naturstein. Als minimale Wärmebrücken mussten sie im Rahmen des Pilotprojekts in Kauf genommen werden.

Noch einige Fakten:
* in den Sandwiches können auch Leitungen und Rohre verlegt werden;

Eine besondere Herausforderung stellen die Ecken im Neubau dar, wo die Elemente aneinander stoßen.

* eine besondere Herausforderung stellen die Ecken im Anbau dar, wo die Elemente aneinander stoßen;
* der Transport der großen Sandwichelemente verlangt besondere Sorgfalt;
* bei der Fertigung der Elemente im Werk liegt die Steinplatte zuunterst, darauf kommt die Dämmschicht, auf der zuletzt der Beton ausgegossen wird (verlorene Schalung).

Auf dem Rorschacher(Stein)Fachgespräch 2016 hat Kornelia Gysel das Projekt aus architektonischer Sicht vorgestellt.

Eine detaillierte Beschreibung findet sich im Naturstein-Sonderheft der Zeitschrift Hochparterre (pebe)

Futurafrosch

Bärlocher Steinbruch und Steinhauerei AG

Fotos: Flurina Rothenberger / Futurafrosch / Bärlocher AG

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(13.02.2017)