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Leicht bauen mit Leichtbau

Welche Leichtbaumaterialien kommen für den Innenausbau infrage?
Leicht bauen mit Leichtbau

Leichte Materialien und Produkte verleihen den konstruktiven und gestalterischen Möglichkeiten Flügel. Sie schaffen den Rahmen für agile Arbeitsformen und eröffnen neue Anwendungsbereiche im Messe-, Laden-, Innenaus- und Möbelbau.

Autor
Hannes Bäuerle

In der Innenarchitektur oder dem Möbelbau ist das Thema Leichtbau noch lange nicht im gleichen Umfang im Fokus wie bei der Konstruktion von Flugzeugen, Autos und Fahrrädern. Zahlreiche Argumente sprechen allerdings auch hier dafür, zukünftig deutlich mehr Augenmerk auf die verbauten Kilogramm zu verwenden. Wird das reine Gewicht möglichst gering gehalten, beginnen die Einsparungen bereits beim Transport. Leichte Konstruktionen und Möbel sind darüber hinaus auch einfacher im Handling und werden mobiler, was nicht nur im zeitgemäßen Büroalltag eine zunehmende Rolle spielt. Mit der Reduktion des Gewichtes geht auch in den meisten Fällen ein verminderter Ressourceneinsatz einher. Damit wird Leichtbau auch in unserer Disziplin zu einem kräftigen Hebel in Richtung umweltfreundlicher Produkte und nachhaltiger Konstruktionen.

Material auf Diät

Das effiziente Abspecken von Gewicht beginnt mit der Auswahl der passenden Werkstoffe. Der Markt hält eine große Anzahl an Leichtbaumaterialien für den Planer bereit. Dabei werden unterschiedliche Ansätze deutlich, die sich teils kombinieren lassen und damit mögliche Einsparpotenziale potenzieren.

Sandwichplatten mit Wabenkern

Beim Thema Gewichtsreduzierung denkt man häufig als erstes an Wabenplatten. Die Verbundkonstruktion dieser Materialgattung besteht aus zwei tragenden Deckhäuten mit einem Stützkern in Form einer einer Bienenwabe (Honeycomb). Es gibt aber auch Entwicklungen mit anders geformten Kernen als den bekannten Sechsecken. Die Kombinationsmöglichkeit des Kernmaterials – üblicherweise Pappe, harzgetränktes Papier, Faserkunststoff oder dünne Aluminiumfolien – mit der nahezu frei wählbaren, dünnen Deckschicht ergeben einen beeindruckenden Variantenreichtum. Mit den Verbundwerkstoffen stehen Materialien zur Verfügung, die jede Menge Gewicht und gleichzeitig wertvollen Rohstoff im Vergleich zu den massiven Artgenossen einsparen.

Leichtbauwerkstoffe aus Metall

Zu den klassischen leichten Konstruktionswerkstoffen gehören Aluminium, Magnesium und Titan. Sie sind Teil der Gruppe der Leichtmetalle, deren Dichte unter 5,0 g/cm³ liegt. Bei Tragwerken kommen vermehrt hochfeste Stähle zum Einsatz, die sich wesentlich dünner und damit leichter dimensionieren lassen.

Kunststoffe und Faserverbundwerkstoffe

Speziell Faser-Kunststoff-Verbünde gewinnen in den letzten Jahren an Bedeutung. Durch ihre hohen spezifischen Steifigkeitswerte (Biege-, Dehn- oder Torsionssteifigkeit) und ihre Festigkeit sind sie attraktive Leichtbauwerkstoffe. Werden Hightechfasern aus Aramid, Kohlenstoff, Keramik oder Glas in eine Matrix eingebettet, entstehen hauchdünne Materialien, die in zahlreichen Anwendungen aufzeigen, wie weit sich damit die bisher üblichen Gewichts- und Gestaltungsgrenzen verschieben lassen. Einer der bekanntesten Vertreter dieser Gattung wird umgangssprachlich als Carbon bezeichnet (CFK). Das „schwarze Gold“ ist aus der Raumfahrt oder dem Rennsport nicht mehr wegzudenken, im Möbeldesign bis hin zur Fassadengestaltung wird seine Bedeutung erst entdeckt und bei ersten Projekten erfolgreich eingesetzt.

Leichtbeton

Betrachtet man die verbauten Tonnagen von Beton, ist das Einsparpotenzial bei dem bis dato noch gewichtigen Werkstoff gewaltig (und zukünftig dringend notwendig). Mit der Kombination aus leichten Zuschlägen (Blähton, Blähglas, etc.) und neuen Armierungen gelingen inzwischen Raumgewichte bis etwa
350 kg/m³ . Sind beim herkömmlichen Stahlbeton (ein tradierter Verbundwerkstoff) die „Fasern“ noch dick und schwer, übernehmen in modernen Varianten hauchdünne Fasern aus Textil die Bewehrung.

Leichte Tischlerplatten

Aus der leichten und schnell nachwachsenden Holzart Albasia-Falcata oder Balsa lassen sich Tischlerplatten und Sperrholz fertigen, die deutlich leichter sind als herkömmliche Holzwerkstoffe. Die kreuzverleimte Mittellage garantiert zusätzlich absolute Oberflächenruhe, hohe Stabilität und Schraubfestigkeit. Durch die massive Gewichtseinsparung ergeben sich neue Möglichkeiten im Messe-, Theater- und Bühnenbau sowie im Möbel- und Innenausbau.

Schaum

Gleich den Vorbildern aus der Natur (Knochen, Holz) sind technisch hergestellte Schäume sehr leicht. Zusätzlich absorbieren Schäume aufgrund der zellularen Struktur auch sehr gut Schwingungen, Stöße und Schall. Daher werden als hoch wirksame Akustikabsorber unterschiedliche Kunststoffschäume eingesetzt. Seit längerer Zeit auf dem Markt sind Keramik- und Metallschäume, die deutlich stabiler und vor allem temperaturbeständiger sind. Unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit wird zur Zeit vermehrt an Verfahren geforscht, mit denen Schäume entwickelt werden, die zu 100 % aus Holz bestehen.

Schwere Vorurteile

Küchenarbeitsplatten sind möglichst aus einem Stück gefertigt. Bei dieser Produktgattung sind lange Platten aus Holzwerkstoff gefragt. Aufgrund ihrer einfachen Bearbeitung direkt vor Ort stehen sie als Mitnahmeprodukt in jedem Baumarkt. Um es dem Kunden möglichst „leicht“ zu machen, wurden schon sehr frühzeitig großformatige, dicke Arbeitsplatten mit Wabenkern angeboten. Wunderlicherweise griffen die Kunden aber lieber zu den herkömmlichen, massiven und viel schwereren Platten. Die leicht zu transportierenden Wabenplatten blieben wie Blei in den Regalen stehen. Warum? Es scheint bei vielen Bauherren (und Planern) immer noch einen direkten Zusammenhang zu geben zwischen Qualitätsempfinden und massivem Gewicht. Allzu leichte Materialien wecken schnell Zweifel an der Stabilität und Haltbarkeit. Ein Paradox, das es gilt, möglichst schnell aus der Welt zu schaffen, um den Weg zu ebnen für leichte Entwürfe, Konstruktionen und Möbel.

Leichte Möbel

Unsere Gesellschaft wird immer mobiler. Umzugsfreundliche Möbel bekommen damit eine größere Relevanz. Dazu kommen steigende Absatzzahlen von online bestellten und versendeten Möbeln. Hier freut sich nicht nur der Spediteur über ein möglichst geringes Gewicht. Da sich das Porto noch häufig über das Gewicht definiert, stecken hier wesentliche Einsparpotenziale. Ganz zu schweigen von neuen Verpackungsverordnungen, in denen die Grenzen des maximal zulässigen Gewichts pro Verpackungseinheit kontinuierlich nach unten korrigiert werden. Pappmöbel zeigen auf, was bereits machbar ist. Neue Ansätze mit robotischen Fertigungsmethoden in Kombination mit Hightechwerkstoffen wie Carbon oder Leichtbeton bringen weiteren Gestaltungsspielraum.

Flexible Wände und agile Büros

Agile Arbeitsweisen verlangen ein hohes Maß an Flexibilität. Da zählen individuell motorisch höhenverstellbare Arbeitstische fast schon zum Standard. Jedoch erst flexible Raumstrukturen schaffen den Rahmen für die neuen Arbeitsweisen. Es geht darum, Räume je nach Bedarf und Nutzung variabel vergrößern und verkleinern und gegebenenfalls auf die Schnelle neue Grundrisskonfigurationen generieren zu können. Der klassische Massivbau ist bei diesen Konzepten nicht mehr zeitgemäß, da ein Umbau sprichwörtlich viel zu schwer ist. Leichte Trennwände, Hohlbodenaufbauten oder flexibel unter dem Arm zu tragende Möbel und Whiteboards bieten die erforderliche Flexibilität. Damit fördert Leichtbau ganz aktiv agile Arbeitsprozesse.

Leichtbau als Konstruktionsphilosophie

Echter Leichtbau geht über die reine Gewichtseinsparung hinaus. Er wird als Konstruktionsphilosophie gedacht, bei der sowohl die reine Gewichtseinsparung als auch die Steigerung der Ressourceneffizienz das zentrale Ziel ist. Damit lässt sich der Einsatz von Roh- und Werkstoffen minimieren, Kosten und Energie bei der Herstellung reduzieren und die tägliche Nutzung bis zur finalen Verwertung optimieren. Leichte Materialien und Produkte verleihen den konstruktiven und gestalterischen Möglichkeiten Flügel und eröffnen neue Anwendungsbereiche. Beim Yacht-, Fahrzeug- und Caravanbau ist der Leichtbau bereits weit fortgeschritten und erfolgreich im Einsatz.

Von den Anwendungen dort sollten wir lernen und diese auf Messe-, Laden-, Innenaus- und Möbelbau übertragen. Leichtbau macht das Bauen von morgen deutlich leichter!


Im Fokus

Einen Überblick über weitere Leichtbaumaterialien geben die Selektionen der Raumprobe: www.raumprobe.com/de/selektionen/
selektion-leichtbau


Praxistipp Leichtbau

Argumente für Leichtbau: Gewichtseinsparung, Ressourceneffizienz, Wirtschaftlichkeit, Transport und Handling, weite Spannweiten, Flexibilität, Stabilität, Nutzflächenmaximierung u.a.

Typen von Leichtbaumaterialien: Faserverbundwerkstoffe, Kunststoff, Leichtbeton, leichte Holzwerkstoffe, Schaum, Sandwichplatten, textiles Bauen, Wabenkerne, Wabenplatten, Röhrenplatten, Kork u.a.


Hannes Bäuerle

geht in der md-Serie ‚Material Akademie‘ der Frage nach:
„Was bestimmt
Materialqualitäten
und woran
erkennt man sie?“

Der Autor ist Mitgründer und -gesellschafter
der Raumprobe Stuttgart.

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