C-FORM Brandschutzaussparung
Ausschalelement mit integriertem Brandschutzschott

Die neue C-FORM Brandschutzaussparung von Hensel ist eine aus Beton im 3D-Druckverfahren hergestellte Fertigschalung mit integrierter Brandschutzabschottung. Alle nach EN zugelassenen HENSOTHERM® und HENSOMASTIK® Brandschutzsysteme für den Bau von Brandschutzabschottungen mit European Technical Assessment (ETA) oder allgemeiner Bauartgenehmigung (aBG) mit 2 x 50 mm oder 1 x 60 mm Mineralfaserplatten von Hensel können vorinstalliert werden.

Wie funktioniert Beton-3D-Druck?

Beton-3D-Druck, auch bekannt als additiver Betonbau oder Beton-Additivfertigung, ist eine innovative Technologie, die es ermöglicht, komplexe Strukturen aus Beton in einem einzigen Schritt herzustellen. Die gebräuchliche Abkürzung für den Beton-3D-Druck ist 3DCP für 3D Concrete Printing oder auch 3D Construction Printing. Aber wie funktioniert Beton-3D-Druck eigentlich?

3D-Druck mit Beton funktioniert im Wesentlichen auf ähnliche Weise wie andere Formen der additiven Fertigung, insbesondere ist er vergleichbar mit dem 3D-Drucken von extrudierten Kunststoffen, jedoch mit spezifischen Anpassungen für die Verarbeitung von Betonmaterialien. Beim Fused Deposition Modeling (FDM) von Kunststoffen, bezieht sich Extrudieren auf den Prozess, bei dem das Druckmaterial (normalerweise ein Kunststofffilament) erwärmt wird und durch die Düse des Druckkopfes gedrückt wird, um eine dünne Schicht des Objekts zu formen, die dann Schicht für Schicht aufgebaut wird, um das endgültige 3D-Objekt zu erstellen. Im Gegensatz zur herkömmlichen Bauweise, bei der Beton in eine Schalung bzw. Form gegossen wird, erfolgt der Aufbau beim Beton-3D-Druck analog zum FDM schichtweise durch das Extrudieren spezieller Betonmischungen, die die richtige Fließfähigkeit aufweisen und eine schnelle Aushärtung gewährleisten, ohne dass eine signifikante Erwärmung wie bei Kunststofffilamenten erforderlich ist.

Für die Produktion wird zunächst ein digitales Modell der C-FORM Brandschutzaussparung mit den gewünschten Abmessungen erstellt, um den 3D-Drucker zu steuern. Dieses Modell wird dann in kleine Schichten zerlegt, die nacheinander gedruckt werden sollen. Der Prozess der Umwandlung eines 3D-Modells in eine Serie von Schichten oder Scheiben wird daher auch Slicing genannt.

Die Slicing-Software spielt eine zentrale Rolle im 3D-Druckprozess. Sie regelt die Dicke jeder Schicht, die gedruckt wird und die Druckgeschwindigkeit. Eine kleinere Schichthöhe führt zu höherer Auflösung und feineren Details, verlängert aber auch die Druckzeit. Eine höhere Geschwindigkeit kann die Druckzeit verkürzen, aber möglicherweise auf Kosten der Druckqualität. Es ist wichtig, dass eine Betonschicht ausreichend Zeit zum Aushärten hat, damit sie genügend Festigkeit entwickelt, um das Gewicht der darüber liegenden Schichten zu tragen, ohne dass die Struktur sich verformt oder sogar zusammenbricht. Für die C-FORM Brandschutzaussparung wurde dafür extra eine spezielle Betonmischung für ein optimales Verhältnis zwischen Druckgeschwindigkeit, Festigkeit und maximaler Aufbauhöhe entwickelt.

Nachdem alle Einstellungen vorgenommen wurden, generiert die Software den sogenannten G-Code, der die präzisen Bewegungen und Operationen des 3D-Druckers steuert. Der G-Code enthält Anweisungen für jede Schicht und Bewegung des Druckkopfes sowie für Temperaturen und andere relevante Parameter. Mit dem generierten G-Code kann der 3D-Drucker die C-FORM Brandschutzaussparung nun Schicht für Schicht aufbauen.

Nach vollständiger Trocknung und Aushärtung erfolgt der Einbau des gewünschten Produktsystems für Brandschutzabschottungen mit den vorgegebenen Positionen der Mineralfaserplatten durch geschulte Fachkräfte mit Originalprodukten von Hensel. Die mit der wasserundurchlässigen Brandschutzbeschichtung HENSOMASTIK® 5 KS Farbe/viskos beschichteten Mineralfaserplatten werden kraftschlüssig ein die C-FORM Brandschutzaussparung eingepasst und an den Seiten mit HENSOMASTIK® 5 KS Spachtel gegen verklebt und gegen das Eindringen von Feuchtigkeit versiegelt. Am Ende werden ggf. noch Schutzfolien angebracht, die die C-FORM Brandschutzaussparung zusätzlich vor Staunässe und Verschmutzung schützen. Diese sind insbesondere zu empfehlen, wenn die Mineralfaserplattenlagen nicht bündig mit der Bauteiloberfläche gewählt werden und sich Wasser in dem Ausschalelement sammeln könnte.

Der 3D-Druck ist eine innovative Technologie, die auch in der Baubranche immer mehr an Bedeutung gewinnt. Im 3D-Druckverfahren hergestellte Fertigschalungen sind nur die Spitze des Eisbergs. Insgesamt bietet der Beton-3D-Druck neue Möglichkeiten für die Bauindustrie und eröffnet spannende Chancen für die Gestaltung von architektonischen Strukturen. Mittels Beton-3D-Drucks können beeindruckende Betonstrukturen und komplette Gebäude realisiert werden, die sowohl ästhetisch ansprechend als auch stabil und langlebig sind.

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Beton-3D-Drucks ist seine Nachhaltigkeit. Durch die gezielte Verwendung von Materialien und die Reduzierung von Abfall kann der Ressourcenverbrauch minimiert und die Umweltbelastung reduziert werden.

Insgesamt bietet der Beton-3D-Druck ein enormes Potenzial für die Bauindustrie und verspricht zahlreiche Vorteile in Bezug auf Effizienz, Flexibilität und Nachhaltigkeit. Es ist zu erwarten, dass diese innovative Technologie in Zukunft eine immer größere Rolle bei der Gestaltung und Konstruktion von Gebäuden und Infrastruktur spielen wird.

BIM und C-FORM – Ein tolles Team!

Building Information Modeling (BIM) ist eine Methode, um Bauprojekte digital zu planen, zu bauen und zu verwalten. Es handelt sich um ein Modell, das alle relevanten Daten und Informationen eines Bauwerks in einer digitalen Form zusammenführt und den gesamten Lebenszyklus eines Bauwerks abdeckt.

In Verbindung mit BIM kann das C-FORM Ausschalelement mit integriertem Brandschutzschott den Bauprozess in mehrfacher Hinsicht verbessern.

Genauigkeit und Präzision: Durch den Einsatz von BIM können alle Durchbrüche und Schlitze im digitalen Modell exakt geplant und dimensioniert werden. Vorfertigung dieser Elemente basierend auf den genauen Spezifikationen des BIM-Modells stellt sicher, dass sie passgenau sind. Dies reduziert Fehler und Nacharbeiten auf der Baustelle erheblich.

Gewerkeübergreifende Koordination und Zusammenarbeit: BIM fördert die interdisziplinäre Zusammenarbeit zwischen Architekten, Ingenieuren und Bauunternehmen. Alle Beteiligten können das Modell nutzen, um sicherzustellen, dass die Durchbrüche für TGA-Leitungen bzw. die Ausschalelemente korrekt geplant und in die Gesamtstruktur integriert sind. Dies minimiert Kommunikationsfehler und verbessert die Koordination auf der Baustelle.

Erhöhte Sicherheit und Compliance: Brandschutz ist ein kritischer Aspekt in jedem Bauprojekt. Indem die Brandschutzabschottungen bereits in die vorgefertigten Ausschalelemente integriert sind, wird sichergestellt, dass alle notwendigen Brandschutzvorschriften und -standards von Anfang an eingehalten werden. Dies reduziert das Risiko von Mängeln und stellt sicher, dass das Gebäude alle rechtlichen und sicherheitstechnischen Anforderungen erfüllt. Der Brandschutz wird früh in der Bauphase adressiert und in jeder Bauphase sichergestellt, da auch Leerschotts bereits die späteren Brandschutzanforderungen erfüllen.

Zeiteffizienz und Kostenersparnis: Die Integration von Brandschutzabschottungen in die vorgefertigten Elemente spart erheblich Zeit, da diese Arbeitsschritte nicht mehr separat auf der Baustelle durchgeführt werden müssen. Dies verkürzt die Bauzeit und reduziert die Lohnkosten, da weniger spezialisierte Arbeitskräfte vor Ort benötigt werden.

Qualitätskontrolle und Konsistenz: Die Vorfertigung der Ausschalelemente inklusive Brandschutzabschottungen erfolgt in einer kontrollierten Umgebung, was eine höhere und gleichmäßige Qualität sicherstellt. Dies führt zu einer besseren Ausführung und weniger Nacharbeiten oder Korrekturen auf der Baustelle.

Vereinfachung der Bauabläufe: Vor Ort müssen keine zusätzlichen Materialien und Werkzeuge für die Installation der vorgefertigten Ausschalelemente bereitgestellt werden. Dies vereinfacht die Logistik und reduziert die Komplexität der Bauabläufe.

Verbesserte Koordination und Integration des Brandschutzes: Im BIM-Modell können alle Brandschutzanforderungen detailliert geplant und visualisiert werden. Die vorgefertigten C-FORM Brandschutzaussparungen können dann genau nach diesen Spezifikationen hergestellt werden, was die Integration in das Gesamtbauwerk erleichtert und die Koordination zwischen verschiedenen Gewerken verbessert.

Reduzierung von Fehlern und Nacharbeiten: Durch die Vorfertigung und Integration von Brandschutzabschottungen werden potenzielle Fehlerquellen eliminiert, die durch die separate Installation vor Ort entstehen könnten. Dies gilt insbesondere, wenn in der Ausführungsphase abweichende Produktsysteme installiert werden, die die sorgfältig geplanten Parameter (z.B. Mindestabstände, Leitungstypen und -dimensionen) nicht erfüllen können. Die Vorauswahl des geeigneten Produktsystems für Brandschutzabschottungen im Hinblick auf geplante Leitungsbelegung und -abstände reduziert die Notwendigkeit für Nacharbeiten und verbessert die Gesamteffizienz des Bauprojekts.

Nachhaltigkeit und Umweltschutz: Durch die Vorfertigung und Integration der Ausschalelemente werden Materialabfälle minimiert, da alles genau nach Maß gefertigt wird und nur die Menge an Material verwendet wird, die tatsächlich benötigt wird. Dies trägt zu einer nachhaltigeren Bauweise bei und reduziert den ökologischen Fußabdruck des Projekts.

Wartung und Inspektion: Dokumentation und Rückverfolgbarkeit im BIM-Modell werden erleichtert, da alle Durchbrüche und Brandschutzabschottungen nebst Spezifikationen im Modell enthalten sind. Dies erleichtert zukünftige Nachbelegungsarbeiten und Inspektionen erheblich.

Zusammengefasst führt die Integration von Brandschutzabschottungen in vorgefertigte, passgenaue Ausschalelemente zu einer weiteren Optimierung des Bauprozesses, indem sie die Sicherheit erhöht, Zeit und Kosten spart, die Qualität und Konsistenz verbessert und die Bauabläufe vereinfacht.

Siehe auch Building Information Modeling (BIM) für Brandschutzabschottungen (rudolf-hensel.de) und Use Case: Schlitz- und Durchbruchsplanung | Use Case Management (buildingsmart.org).