Innovativer Weg in eine nachhaltige (Bau-) Zukunft: Die Stadt Ulm hat gemeinsam mit Partnern aus Forschung und Wirtschaft eine Brücke aus Flachsfasern und bio-basiertem Polyester-Harz entwickelt. Sie ist weltweit die erste befahrbare Brücke aus dem Werkstoffverbund.
Die Brücke ist der Schlussstein des von der EU geförderten Forschungsprojekts „Smart Circular Bridge“, heißt es in einer Verlautbarung der Stadt Ulm: Hier zeige sich das Potenzial schnell nachwachsender Rohstoffe für Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft im Bauwesen. Dafür gab es besondere Anerkennung – die Smart Circular Bridge in Ulm wurde von der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen ausgezeichnet: Die Fachjury der DGNB Sustainability Challenge verlieh der Brücke, die am 7. Februar eröffnet wurde, den Preis in der Kategorie „Forschung“.
EU-Forschungsprojekt für Ulm
Smart Circular Bridge ist der Name eines EU-Projekts zur Weiterentwicklung eines neuartigen Kompositmaterials – auf Basis von Flachsfasern und bio-basiertem Harz für Bauwerke und tragende Strukturen. Unter der Führung der Technischen Universität Eindhoven hat ein internationales und multidisziplinäres Projektteam aus fünf Universitäten, sieben Unternehmen sowie drei Gemeinden die Anwendung des neuen Baustoffs im Brückenbau vorangetrieben.
Das Projekt wurde von Interreg NWE gefördert, weil es drei übergeordnete Strategien der EU bündelt: die Klimaschutzstrategie, die Kreislaufwirtschaftsstrategie und die Strategie zur Entwicklung bio-basierter Werkstoffe.
Sensoren für die Materialforschung
In dem EU-Forschungsprojekt wurden mit dem neuen Verbundwerkstoff zwei Brücken geplant und gebaut. Zugleich werden Daten für die weitere Materialforschung erhoben. Dazu liefert ein Monitoringsystem mit Glasfaser- und Bewegungssensoren in der Brückenkonstruktion Informationen über Verformungen und Umwelteinflüsse in Echtzeit. Die Auswertung der Daten erfolgt mit Hilfe künstlicher Intelligenz.
Klangkunst über dem Fluss
Die Brücke bietet aber noch mehr: Klangkunst kommt dazu. In Ulm erleben Passanten, wie die Brücke über die „Kleine Blau“ auf sie reagiert: Sie hören ihre eigenen Schritte, und sie hören, wie die Brücke bei unterschiedlicher Belastung oder Temperaturveränderungen klingt. So macht das Stuttgarter Atelier für auditive Kommunikation „Klangerfinder“ die Innovation spielerisch und sinnlich erfahrbar.
Bewegung wird hörbar
Möglich wird das mit Hilfe der Sensoren, die in der Brücke verbaut sind. Sie dienen in erster Linie der Materialforschung für das EU-Projekt und seinem neuartigen Werkstoff aus Flachsfasern und einem bio-basierten Polyesterharz: Die Sensoren überwachen das Bauwerk und liefern genaue Daten über den Werkstoff im täglichen Einsatz. Auf Basis der Sensordaten übersetzen die „Klangerfinder“ aber auch die Schritte von Passanten in komplexe Klanglandschaften.
Flachs macht den Unterschied
Ebenso wird der Einsatz von Flachs hervorgehoben – eine der ältesten Kulturpflanzen der Welt, deren Fasern äußerst robust und reißfest seien. Aus den Fasern der Pflanze sowie einem Polyesterharz mit 25-prozentigem Bio-Anteil haben die Forscher in den Niederlanden einen hochstabilen Verbundwerkstoff entwickelt.
Der Flachsfaserverbund sei in seinen Eigenschaften Stahl oder Beton ähnlich, aber flexibler einzusetzen, heißt es aus dem Projekt. Die Kombination aus Festigkeit und Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht verleihe dem korrosionsbeständigen Bioverbundwerkstoff viel Potenzial im Bauwesen. Die Brücke in Ulm wiege nur 3,9 Tonnen, könne aber 24 Tonnen tragen und sei für Fahrzeuge bis zu zwölf Tonnen zugelassen.
Die freitragende Fußgänger- und Radfahrerbrücke mit einer Spannweite von achteinhalb Metern hat eine Breite von rund fünf und eine Gesamtlänge von neun Metern. Die Brücke wiegt weniger als 100 Kilo pro Quadratmeter und ist damit deutlich leichter als eine vergleichbare Stahl- oder Betonbrücke. Die leichte Bauweise und die nachwachsenden Rohstoffe sorgen für einen verkleinerten CO2-Fußabdruck.
Leichtgewicht mit starker Wirkung
Der eigentliche Brückenkörper besteht aus unterschiedlich gestalteten Einzelkomponenten. Für das Sandwich-Deck wurden Flachsfasermatten mit Vierkantbalken aus recyceltem PET-Schaum belegt und mit flüssigem bio-basierten Polyesterharz im Vakuum verpresst und verklebt.
Die Bodenplatte sowie acht Hauptträger und drei Querspanten in U-Form wurden ebenfalls aus Flachsfasermatten hergestellt und mit dem Harz vergossen. Nach der Herstellung wurden die Einzelteile miteinander zu einem Brückenkörper zusammengesetzt und verklebt. Ein robustes Beschichtungssystem sorgt für den Schutz der Flachsfasern und sichert deren Langlebigkeit und Haltbarkeit.
Das Brückengeländer besteht aus dem gleichen Material und wurde per Roboter kunstvoll zu einem Geflecht gewickelt. Insgesamt also viel Aufwand – aber es lohnt sich.
Red.
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