Im Gegensatz zu Nordamerika, wo UHPC zumeist mit Brücken und hierbei insbesondere dem sogenannten Accelerated Bridge Construction System in Verbindung gebracht wird, kommt UHPC in Dänemark hauptsächlich für schlanke Balkone, Außengängen und -treppen aus Betonfertigteilen zum Einsatz. Für zahlreiche Architekten in Dänemark stellt UHPC bei der Planung schlanker, eleganter Konstruktionen mittlerweile das Material der Wahl dar. Der Baustoff gibt dem Architekten ein großes Maß an gestalterischer Freiheit bei der Formgebung, und die Konstruktionsprinzipien bei der Montage sind denen herkömmlicher Betonelement-/Stahllösungen vergleichbar.

Frederik Boysen, Projektleiter, Hi-Con, Dänemark

Hi-Con zählt seit seiner Gründung im Jahr 2001 zu den führenden Herstellern von UHPC-Betonfertigteilen in Dänemark und produziert hauptsächlich die oben genannten Produkte. In den letzten Jahren wurde das Angebot um einen neuen Anwendungsbereich ergänzt: Fassaden.

Fassadenelemente aus UHPC weisen ein breites Anwendungsspektrum auf, von Sonnenschutzfassaden bis hin zu Sandwichelementen mit integrierter Dämmung. Die Vorteile von UHPC-Fassadenelementen werden im Folgenden erörtert. Bei den ersten drei Beispielen steht durch die Art der Anwendung jeweils eine der Haupteigenschaften des Materials im Vordergrund. Bei den beiden letzten Beispielen – der Montage von Balkonen an Fassaden – steht die Tragfähigkeit des UHPC im Fokus.

Neben der geometrischen Freiheit für den Architekten bieten UHPC-Fassadenelemente zahlreiche weitere Vorteile. Zum Beispiel gewährleistet wasserundurchlässiger UHPC wasserfeste Fassaden, bei denen lediglich die Fugen exponiert sind. Die flexible Formgebung umfasst auch die Ausführung großformatiger Bauteile, und ein wesentlicher Vorteil beim Bauen mit UHPC sind die kurzen Bauzeiten. Die eigentliche Beschränkung der Bauteilgröße stellt der Transport dar. Das bedeutet, dass mit jedem Element Flächen von über 40 oder 60 m2 ausgeführt werden können. Und schließlich ermöglicht die hohe Festigkeit des Baustoffs die Konstruktion von Systemen, bei denen Balkone von Fassaden getragen werden. All dies spricht für ein Material, das flexibel in der Anwendung ist, Vorteile bei der Erzielung der optimalen Bauteildicke, wasserundurchlässige Fassaden sowie kurze Bauzeiten bietet.

Bei der Universität Odense erforderte die Ausführung einer stark perforierten Fassade eine besonders hohe Druck- als auch Zugfestigkeit. Hierfür wurden die Elemente in zahlreichen Varianten betoniert, die einfach durch Positionsveränderungen der kreisförmigen Schalungsteile oder deren Austausch in den flachen rechteckigen Schalungen erzielt wurden. Die Elemente wiesen Abmessungen von 2,4 x 5,4 m auf.

Beim Strandingsmuseum St. George basierte die Vision des Architekten auf besonders großen Bauteilgrößen. Die Fassadenelemente, die sich über die gesamte Höhe des Bauwerks erstrecken, wurden auf Montagebügeln montiert. Das Betonieren der Elemente erfolgte in grob strukturierten Holzschalungen, so dass die bis zu 15,4 m langen Elemente auf der Ansichtfläche eine gut sichtbare Holzstruktur aufweisen.

Beim Herningsholm Technical College ermöglichte eine auf einem Rahmentragwerk mit integrierten Trägern aufgelagerte dünnwandige UHPC-Decke eine Reduzierung der Wanddicken, wodurch bei gleichem Grundriss mehr Quadratmeter Nutzfläche erzielt wurden. Verwendet wurden verschiedene einfache Platten und Sandwichelemente mit integrierter Dämmung. Für alle Typen wurde eine Vorsatzschale mit einer Dicke von 3 cm benötigt. Die Größe der Elemente variierte erheblich; die größten Bauteile wiesen Abmessungen von 2,4 x 7,7 m auf.

Am AArhus am Hafen von Aarhus entsteht durch die sich als Band über die gesamte Außenfront erstreckenden UHPC-Balkone eine beeindruckende Fassade. Die Balkone sind mit versteckten auskragenden Stützen aneinandergekoppelt, was der Fassade die Optik von aus der Glasfront ragenden Ortbetondecken verleiht. Die auskragenden Balkonelemente weisen eine Tiefe von 1,8 m von der Fassade und eine Länge von bis zu 9,6 m auf. Das größte Element wurde für das oben aufliegende Schutzdach gefertigt, ein Bauteil von 4,9 x 10 m, das aus drei Betonfertigteilen zusammengesetzt wurde. Die Verbindung der Elemente erfolgte auf der Baustelle mit Ortbetonverbindungen des Typs CRC JointCast (Hi-Con-Lösung).

Ein sich noch auf dem Reißbrett befindliche Projekt in Kopenhagen beinhaltet die Renovierung von zwei Giebelfassaden mit einer Fläche von 665 m2. Die Giebelfassaden sind Teil eines größeren Renovierungsprojektes. Sie sollen ein Holztragwerk aufweisen und die Tragkonstruktion für neue Treppen und die um 2,4 m auskragenden UHPC-Balkone bilden. Die Abbildungen zeigen die Gesamtansicht und ein Detail des Entwurfs. Die Fassadenrenovierung und die neuen Balkone, die lediglich horizontal durch einfache Montagebügel mit dem bestehenden Tragwerk verbunden werden, sollen komplett in UHPC ausgeführt werden. Die Fassadenelemente weisen Abmessungen von bis zu 3,7 x 7,1 m auf.

Hi-Con hat sich auf hochfesten Beton spezialisiert. Der Hi-Con-UHPC weist eine durchschnittliche Würfeldruckfestigkeit von 160 MPa auf und enthält hochfeste Edelstahlfasern. Das Unternehmen verwendet dauerhaften Beton für die Errichtung optisch ansprechender Treppen, Balkon, Brücken und Fassadenelemente für einzigartige Bauprojekte in ganz Europa.
Der Hauptsitz befindet sich 20 km nördlich von Aalborg. Hi-Con hat ebenfalls Niederlassungen in den Niederlanden, Norwegen, Schweden und Finnland.

Über den Autor:

Frederik Boysen, M. Sc. Eng., ist Projektleiter, erfahrener UHPC-Planer und Statiker bei Hi-Con. Er arbeitet ausschließlich mit UHPC und Stahltragwerken und hat bereits mehr als 65 UHPC-Projekte erfolgreich ausgeführt. Zudem ist er mit der Erstellung statischer Berechnungen anhand von Bewertungen und Simulationen von UHPC-Elementen und der Beaufsichtigung der Optimierung der Bauteilproduktion befasst. Frederik Boysen ist Absolvent der Universität Aalborg. fbo@hi-con.dk