Projekt 28905/01

TIB-Pavillon innovatives Verbundfassadensystem aus Purenit und PUR-Spritzelastomer

Projektdurchführung

Technische Universität Berlin Institut für Bauingenieurwesen FG Entwerfen und Konstruieren - Verbundstrukturen
Gustav-Meyer-Allee 25
13355 Berlin

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ausgeführt wurde ein ca. 35 m² großer Pavillon, der als Forschungs- und Experimentalbau sowie gleichzeitig als studentischer Treffpunkt dient. Der Pavillon dient zur Erprobung einer neuartigen Kombination von upcycling Purenit-Platten mit Holz und einer 2-3mm dicken Polyurethan-Spritzbeschichtung. Zielsetzung ist Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Holz-Verbundkonstruktionen sowie die Erforschung von neuen architektonischen und technischen Möglichkeiten mit dieser Materialkombination.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas vorgestellte Projekt basiert auf einer studentischen Initiative. In einem Kooperationsprojekt zwischen Studenten des Bauingenieurwesens und der Architektur wurde ein innovativer Pavillon entworfen, durchgeplant, detailliert und von den Studenten selbst gebaut. Der Pavillon wurde in der Versuchshalle der Bauingenieure vorgefertigt und anschließend auf dem TU-Gelände zusammengefügt. Durch die Ausführung des Prototyps wurden neue Erkenntnisse hinsichtlich des erstmaligen Einsatzes von upcycleten Plattenwerkstoffen aus Purenit für die Fassade in Kombination mit einer PUR-Abdichtung gewonnen. Die Planung, Detaillierung und praktische Ausführung wurde vom Lehrstuhl „Entwerfen und Konstruieren - Verbundstrukturen“ wissenschaftlich und organisatorisch begleitet. Der Planungs- und Bauprozess wurde dokumentiert und das fertige Bauwerk evaluiert. Die Veröffentlichung der Ergebnisse soll die Anwendung dieser vielversprechenden Materialkombination fördern und weitere Forschungen zum Thema anregen.


Ergebnisse und Diskussion

Ziel des kombinierten Forschungs- und Lehrprojektes war die nachhaltige Kombination neuer Materialien und die Demonstration neuer technischer und architektonischer Möglichkeiten. Das Lehrprojekt ist in enger Kooperation zwischen Architektur- und Bauingenieurstudenten entworfen, geplant und ausgeführt worden.
Das Problem des Witterungsschutzes ist bei Holzkonstruktionen besonders wichtig und wurde hier durch ein neues, besonders robustes Fassadenkonzept gelöst. Zu diesem Zweck wurden Purenit-Platten eingesetzt – ein witterungsbeständiger Upcycling-Werkstoff aus Abfällen der PUR-Dämmstofffabrikation, die sich mit im Holzbau üblichen Werkzeugen bearbeiten lassen – und mit einer hochelastischen 2-3mm dicken Polyurethan Spritzbeschichtung versehen. Die ungewöhnlich hohe Dehnfähigkeit der PUR-Beschichtung, zusammen mit der sehr guten Haftfestigkeit auf dem witterungsbeständigen Purenit-Untergrund, ermöglichte es, neuartige Details zu entwickeln und am Prototyp zu testen. Besonders hervorzuheben ist die Detaillierung der Dachrinne: Diese wurde genau im Bereich des Stoßes zweier Tafelelemente angeordnet. Die Dichtigkeit der Rinne wird nur durch die PUR-Beschichtung gewährleistet, deren hohe Dehnfähigkeit in der Lage ist, die erwarteten kleineren Risse und Fugenöffnungen in diesem Bereich zu überbrücken.
Da die verarbeiteten Materialen und deren Kombinationen im konstruktiven Ingenieurbau bisher bauaufsichtlich nicht zugelassen sind, mussten im Vorfeld Tastversuche zur Abschätzung der Materialeigenschaften durchgeführt werden.
Obwohl durch die laienhafte Ausführung der Studenten keine Industriequalität beim Bau des TIB-Pavillons zu erreichen war, konnte durch die außerordentliche Leistungsfähigkeit der eingesetzten Materialien Purenit in Verbindung mit einer Polyurethan-Spritzbeschichtung ein funktionelles Bauwerk mit außerordentlicher Wetterbeständigkeit erstellt werden.
Die Materialkombination Purenit mit einer Polyurethan-Spritzbeschichtung hat sich in der zweijährigen Standzeit des Pavillons bestens bewährt. Auch die entwickelten neuen Details konnten in ihrer Funktionalität vollständig überzeugen.



Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vorstellung der Ergebnisse nach Aufstellung auf der IABSE im Juni 2011 in London.
Veröffentlichungen in:
• Schmid, V.; Zauft, D.: Verbundfassade aus Upcycling-PUR-Pressplatten und Holz für einen Lehr- und Forschungspavillon in Berlin. In Bautechnik 89 (2012), 68-72.
• Zauft, D.; Schmid, V.: Composite System of up-cycled PUR panels and timber for façade structures. Proceedings IABSE Symposium, London 2011.
• Kaltenbach, F.: »Grüne« Hülle aus Plastik? TIB-Pavillon erforscht Upcycling-Materialien. Detail 6/2012, S. 604; Institut für internationale Architekturdokumentation, München 2012.
• Neß, L.: Dokumentation des TIB-Pavillons und experimentelle Untersuchungen zum Werkstoff Purenit. Bachelorarbeit Fachgebiet E&K-Verbundstrukturen TU Berlin 2012.
• Dörbaum, M.: Der weiße Pavillon, Vortrag und Poster beim YES -Young Engineers‘ Symposium 2012 in Luzern, IVBH, Schweiz 2012. http://www.ivbh.ch/cms/upload/
Rueckblick/YES2012/Doerbaum Marie - Der_weisse_Pavillon.pdf
• Ness, L.: Experimentelle Untersuchungen zum Werkstoff Purenit – im Rahmen des Projekts “Der weisse Pavillon”; Poster beim YES - Young Engineers‘ Symposium 2012 in Luzern, IVBH, Schweiz 2012. http://www.ivbh.ch/cms/upload/Rueckblick/YES2012/
Ness_Levin_yes2012_Praesentation_ TU Berlin.pdf
• DETAIL inspiration, TIB-Pavillon, TU Berlin: http://www.detail.de/inspiration/tib-pavillon-tu-berlin-106092.html
• N.N.: Research at your fingertips - New ways of using PU in a composite panel. Plastics 1/46, Heidelberg Business Media GmbH, Heidelberg 2013.
http://plastics.gl/article.php?&aid=99q&prv=1



Fazit

Durch die außerordentliche Leistungsfähigkeit der eingesetzten Materialien Purenit in Verbindung mit einer Polyurethan-Spritzbeschichtung konnte ein funktionelles Bauwerk mit außerordentlicher Wetterbeständigkeit erstellt werden. Insbesondere die Fähigkeit der Polyurethan-Beschichtung Risse und Fertigungsungenauigkeiten von bis zu 3 mm überbrücken, erwies sich als sehr hilfreich.
Die Materialkombination Purenit mit einer Polyurethan-Spritzbeschichtung hat sich in der zweijährigen Standzeit des Pavillons bestens bewährt. Auch die neuentwickelten Details konnten in ihrer Funktionalität vollständig überzeugen.