Innovation im Balkonbau
Im Bautechnischen Zentrallabor unserer Hochschule entwickeln Forscher*innen echte Innovationen. Jetzt hat ein Team um Prof. Dr. Dietmar Mähner ein Produkt konstruiert, das den Balkonbau revolutionieren könnte.
Dr. Matthias Schiewerling (l.) – inzwischen Professor an der Hochschule Ruhr West – hatte die Idee zu dem Projekt. (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Mehrere Versuchsreihen waren nötig, bis das Endprodukt – rechts im Bild – entwickelt war. (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Ulrich Lütkenhaus (2.v.r.) sieht in dem neuartigen und innovativen Ansatz viel Potenzial. Die B. Lütkenhaus GmbH hat deshalb bereits ein Patent angemeldet. (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Durch die geschraubten Verbindungen lässt sich die Konstruktion individuell anpassen. (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Bislang werden im Balkonbau vor allem Konstruktionen wie links im Bild verwendet. Mit dem neuen Ansatz schaffen Prof. Dr. Dietmar Mähner (l.) und Prof. Dr. Matthias Schiewerling einen innovativen und vor allem nachhaltigen Ansatz. (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Trafen sich zum Fototermin (v.l.): Prof. Dr. Matthias Schiewerling, Jendrik Heithorn, Prof. Dr. Dietmar Mähner, Marco Schuhmacher und Ulrich Lütkenhaus (beide B. Lütkenhaus GmbH). (Foto: FH Münster/Katharina Kipp)
Massive Balkone aus Beton werden meist folgendermaßen an ein Haus gesetzt: Ein tragendes Wärmedämmelement verbindet den Balkon mit der im Haus liegenden Deckenplatte aus Stahlbeton. Problematisch dabei ist, dass eine sortenreine Trennung dieser Verbindung im Falle eines Abrisses unmöglich ist. Ein Forschungsprojekt unserer Hochschule in Kooperation mit der B. Lütkenhaus GmbH, einem Hersteller für Beton- und Fertigteile für den Industrie- und Gewerbebau, präsentiert einen neuartigen Ansatz: Prof. Dietmar Mähner, Dr. Matthias Schiewerling – er ist inzwischen Professor an der Hochschule Ruhr West – und Jendrik Heithorn haben eine Konsole aus nichtrostendem Stahl entwickelt, die Balkonplatte und Hauswand miteinander verbindet. Damit können Fertigteilbalkone zukünftig ohne Verguss und vollständig ohne Stütz- und Schalkonstruktion dauerhaft befestigt werden. Alle eingesetzten Baustoffe sind dabei recycel- und vollständig wiederverwendbar.
„Bislang gibt es keine Möglichkeit, einen Balkon rückbaufreundlich an ein Gebäude zu setzen“, sagt Mähner. „Das wollten wir ändern, ganz im Sinne eines kreislaufgerechten Bauens.“ Rund zweieinhalb Jahre dauerte das Vorhaben. „Im ersten Schritt haben wir einen Prototyp entwickelt und diesen immer weiter optimiert“, so Schiewerling, der im Rahmen seiner Doktorarbeit zum Thema zurückbaufreundliche Konstruktionen die Idee zu diesem Projekt hatte. „Uns war wichtig, auf Verguss- und Klebeverbindungen zu verzichten und stattdessen Schraub- und Klemmanschlüsse zu verwenden.“ Das Team betonierte in einem Versuchsaufbau Gewinde in eine Balkonplatte, setzte eine Schraube ein und führte über das darunterliegende Gegenstück einen Druckaufbau herbei. „Danach konnten wir sehen, dass unsere Idee grundsätzlich funktioniert, dass wir aber nachjustieren müssen. Die Montageplatte hat sich gewölbt und den Schraubenkopf verbogen.“
Als Einbauteil in der Dämmebene wird der Einsatz von nichtrostendem Stahl gefordert. „Dieser ist aber deutlich weicher und führt zu größeren Verformungen“, sagt Heithorn, der sich in seiner Masterarbeit mit der Bemessung mit numerischen Simulationen sowie den dann durchgeführten Versuchen beschäftigt und damit an die Doktorarbeit von Schiewerling angeschlossen hat. „Wir haben dem entgegengewirkt, indem wir mit variierenden Steifigkeiten experimentiert haben. Im Endeffekt verwenden wir eine insgesamt dickere Platte, verschieben den Druckpunkt und nutzen Rundstahl am Stück, um weniger Schweißnähte zu haben. Letzteres spart Zeit und Kosten“, erklärt Schiewerling. Die Idee hat den Praxistext unter Laborbedingungen bestanden. „Wir zeigen, dass es machbar ist, Massivbalkone nachhaltiger an die Häuser zu bringen und dass unsere Konstruktion statisch tragfähig ist“, so Mähner.
Mit dem Ergebnis ist auch Ulrich Lütkenhaus, geschäftsführender Gesellschafter der B. Lütkenhaus GmbH, hochzufrieden. „Dieser Ansatz ist komplett neu und innovativ, das hat es so noch nicht gegeben“, so Lütkenhaus. Das Unternehmen habe deshalb bereits das Patent angemeldet. „Hier wurde ein Produkt geschaffen, das marktfähig ist. Wir sind sicher, dass sich der Balkonbau in Zukunft maßgeblich verändern wird.“
Die Entwicklungsarbeiten wurden in Zusammenarbeit der FH Münster und der Firma Lütkenhaus im Rahmen eines Forschungsvorhabens des „Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand“ (ZIM), welches durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWI) gefördert wird, durchgeführt.