Markgraf realisiert in Immenreuth erstes mehrgeschossiges Gebäude mit Carbonbeton

Seit April 2024 laufen am Immenreuther Produktionsstandort die Arbeiten für das neue, rund elf Meter hohe Bürogebäude der Firma Markgraf. 16 Büros und 2 Besprechungsräume sind vorgesehen, dazu Räumlichkeiten für Pausen, Aufenthalt und Sanitär sowie Umkleiden für etwa 70 Mitarbeiter. Einzigartig machen das Bauwerk mehrere Vollgeschosse mit einer Grundfläche von rund 1300 Quadratmetern, davon 500 Quadratmeter im Untergeschoss: Es ist die erste mehrstöckige Baumaßnahme überhaupt, die ausschließlich mit sogenanntem Carbonbeton verwirklicht wurde. Bisher gebe es nur ein eingeschossiges Gebäude aus dem neuartigen Bau- und Verbundwerkstoff, das in Dresden stehe, berichtet Markgraf-Pressesprecher Christopher Rückbeil auf Nachfrage von Oberpfalz-Medien.

Bei Carbonbeton wird laut Diplom-Ingenieur Andreas Pöllath von der Bauunternehmung Markgraf Beton mit nichtmetallischer Bewehrung wie Carbon-, Glas- oder Basaltfaser kombiniert. Diese ersetze die herkömmliche Betonstahl-Bewehrung. Ein Vorteil von Carbon- gegenüber Stahlbeton sei eine mindestens 2,5-fach erhöhte Lebensdauer, also etwa 200 statt 80 Jahre. Auch gebe es kein Problem bezüglich Korrosion. Um diese zu vermeiden, werde beim Stahlbetonbau eine höhere Betondeckung für die Bewehrung benötigt, erläutert der Fachmann. Carbonbeton erlaube dagegen geringere Überdeckungen, was den Material- und Ressourcenverbrauch deutlich senke. "Bei den tragenden Außenwänden konnte der Betonbedarf beispielsweise um 50 Prozent reduziert werden", betont Andreas Pöllath. Dadurch verminderte sich der CO₂-Fußabdruck um 45 Prozent. Wegen ihrer geringeren Querschnitte passten zudem mehr Bauteile auf einen Lkw, wodurch sich weitere CO₂-Einsparungen ergäben, fährt der Bauingenieur fort.

Carbonbeton hat jedoch den Nachteil, dass Brandschutzanforderungen im Vergleich zu Stahlbeton aufwendiger und kostenintensiver zu erfüllen sind. Je nach Art der Anwendung kann zudem laut Andreas Pöllath "aufgrund der derzeit zum Teil noch fehlenden normativen Regulatorik" eine Zustimmung im Einzelfall beziehungsweise vorhabenbezogene Bauartgenehmigung erforderlich sein.

Teurer, aber leistungsfähiger

In Immenreuth zum Einsatz kam der neuartige Werkstoff in allen tragenden, seriell gefertigten Bauteilen, so bei den Wänden, Stützen, Unterzügen, Decken, Treppen und dem Aufzugschacht. Der Grundstoff für die Carbonbewehrung wird in der Regel aus Deutschland, Kanada und China bezogen. Die Weiterverarbeitung zum Gewebe erfolgt in Tschechien und Kroatien. Hinsichtlich der Kosten fällt ein zunächst deutlich höherer Preis gegenüber Stahl auf. So kostet laut Andreas Pöllath ein Kilogramm Stahl etwa einen Euro, ein Kilogramm Kohlenstofffaser dagegen rund 16 Euro. Bei Letzterer sei allerdings die Dichte viermal geringer und die Festigkeit sechsmal höher. Folglich entspreche Kohlestofffaser zwar einem 16-fachen Preis, jedoch bei einer 24-fachen Leistungsfähigkeit. Durch die nichtrostende Bewehrung werde zudem der Aufwand für die spätere Instandhaltung erheblich reduziert, und auch ein Ersatzneubau werde erst deutlich später wieder notwendig.

Ebenfalls positiv auf die CO₂-Bilanz (-37 Prozent gegenüber konventionellem Stahlbeton) wirkt sich die Verwendung sogenannter Hybriddecken aus Holz und Carbonbeton aus. Diese Kombination vermindert ebenfalls den Ressourcenverbrauch: Anfallende Zugkräfte und -spannungen werden durch die Holzträger, die Druckspannungen durch den Carbonbeton aufgenommen. Das sei für die beiden Materialien jeweils der ideale Lastfall, meint der Bauingenieur. Konkret bedeutet dies, dass weniger als die Hälfte an Beton zur Herstellung der Decken bei gleicher Tragfähigkeit benötigt wird. Bezüglich der Herstellungskosten im Vergleich zu Stahlbetondecken kann Andreas Pöllath keine allgemeingültige Aussage machen. Dies hänge unter anderem von der Spannweite, Geometrie und Nutzung ab. "Im vorliegenden Fall waren die Herstellungskosten im Vergleich zur herkömmlichen Stahlbetonbauweise geringfügig höher, was sich jedoch auf Grund der längeren Lebensdauer und Wiederverwendbarkeit der Materialien amortisiert." Bei gleichen Randbedingungen gebe es keinen Unterschied bei der Tragfähigkeit beider Systeme.

Bis zu 45 Prozent weniger CO₂

Insgesamt sind bei dem Gebäude durch die Verwendung von Kohlestofffaser 240,5 Kubikmeter Beton (-35,7 Prozent) eingespart worden. "Bei der Betrachtung der einzelnen Bauteile konnten wir im Vergleich zur herkömmlichen Stahlbetonbauweise Einsparungen von bis zu 45 Prozent in Bezug auf den CO₂-Fußabdruck erzielen", betont der Bauingenieur. Zahlen, die auch in München das Interesse geweckt haben. Das Bayerische Ministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie hat die Forschung an dem neuartigen Bau- und Verbundwerkstoff unterstützt. Wie Andreas Pöllath erklärt, gehe es hier derzeit um die Optimierung der Betonrezeptur für bessere Fließeigenschaften sowie die energetische Optimierung des Aushärtungsprozesses. Durch die Optimierung könnten bis zu 60 Prozent der bisher benötigten Energie eingespart werden. Vor Kurzem hat Umweltminister Thorsten Glauber das etwa 3 Millionen Euro teure Gebäude in Immenreuth und die Biokohlenstoffbeton-Wandteile im Gerhard-Markgraf-Bildungszentrum in Kemnath selbst einmal begutachtet. „Innovative Baustoffe und neue Technologien sind der Schlüssel für das Bauen der Zukunft. Wir müssen Ressourcen schützen, CO₂-Emissionen senken und gleichzeitig unsere Infrastruktur weiterentwickeln. Die Firma Markgraf zeigt, wie das funktionieren kann", wird der Minister in einer Mitteilung des Ministeriums zitiert.

Auch als Musterhaus

Das Bürogebäude werde künftig als eine Art Musterhaus auch die zentrale Anlaufstelle für Interessenten und Kunden sein, "die sich mit moderner Betontechnologie und CO₂-reduziertem Bauen auseinandersetzen", berichtet Pressesprecher Christopher Rückbeil. Für sie seien nach Terminvereinbarung viele eingesetzte Techniken unmittelbar sichtbar und „erlebbar“. Darüber hinaus sei eine Dokumentation des gesamten Entstehungsprozesses mit echten Schaustücken geplant. Inwieweit Carbonbeton auch für Häuslebauer interessant sein könnte, darüber kann das Unternehmen keine genauen Angaben machen, da Markgraf in diesem Bereich nicht tätig sei. Der Einsatz beim Eigenheimbau sei wohl theoretisch möglich, jedoch werde Beton dabei eher nur für Keller und Bodenplatten eingesetzt. Klassisches Mauerwerk und Holzständerbauweise seien hier besser etabliert.