Entwicklung fortschrittlicher Baukonstruktionen als ein Beitrag für ressourceneffiziente Verbundkonstruktionen

Schiewerling, Matthias; Letmathe, Peter; Mähner, Dietmar

doi:10.18154/RWTH-2023-00726

Entwicklung fortschrittlicher Baukonstruktionen als ein Beitrag für ressourceneffiziente Verbundkonstruktionen = Development of modern constructions as a contribution to ressource-efficient composite structures

Schiewerling, Matthias^RWTH*

2022 & 2023

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Matthias Schiewerling M.Sc. (FH)

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2022

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen, Diagramme

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2022

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2023

Genehmigende Fakultät
Fak05

Hauptberichter/Gutachter
Mähner, Dietmar (Thesis advisor) ; Letmathe, Peter (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2022-08-19

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2023-00726
URL: http://publications.rwth-aachen.de/record/888652/files/888652.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Nachhaltigkeit (frei) ; Ressourceneffizienz (frei) ; Rezklyierbarkeit (frei) ; Verbund (frei) ; Verbundkonstruktion (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
In dieser Forschungsarbeit lag die Zielsetzung in der Entwicklung ressourceneffizienter Baukonstruktionen. Der Fokus wurde dabei auf Übergangs- und Anschlussdetails gelegt. Dazu wurde ein Bewertungsverfahren entwickelt, mit dem die objektive Bewertung von Anschlussdetails losgelöst vom Gesamtgebäude ermöglicht wird. Dieses Verfahren ermöglicht eine weitgehend nutzerunabhängige Bewertung anhand der prozentualen Angabe, wie groß der rezyklierbare Anteil der Konstruktion ist. Dabei wird sowohl eine Bewertung bezogen auf die Masse als auch das Volumen ermöglicht. Zusätzlich wurde aufgezeigt, dass die Übertragung des Verfahrens auf andere Bewertungsgrößen, wie beispielsweise Geldwerte, möglich ist. Das Bewertungsverfahren wurde anschließend in eine Softwarelösung überführt, welche als Grundlage für ein zukünftiges Praxiswerkzeug für Planer*innen dienen kann. Dieses Verfahren wurde mit Hilfe einer dafür entwickelten Software auf Standarddetails aus der Literatur angewendet, um Optimierungspotentiale zu identifizieren und zu quantifizieren. Die Ergebnisse der Einzelbewertungen wurden empirisch ausgewertet und bewertet. Auf Grundlage der daraus gewonnenen Erkenntnisse wurden die am besten bewerteten Details ausgewählt und anhand der identifizierten Optimierungspotentiale weiterentwickelt. Dabei konnte eine Steigerung der Rezyklierbarkeit von ca. 10 % erreicht werden. Zusätzlich wurden Möglichkeiten aufgezeigt, wie durch konsequente Weiterentwicklung der Konstruktionen sowie die Neuentwicklung von Bauprodukten eine weitere Steigerung der Rezyklierbarkeiten erreicht werden kann. Als ein Beispiel wurde dazu der rückbaubare Anschluss eines Fertigteilbalkons in einem Exkurskapitel vorgestellt und ein Prototyp einer ersten Versuchsreihe zur Praxistauglichkeit und zur statischen Tragfähigkeit unterzogen, welche positive Prognosen für die Machbarkeit einer derartigen Konstruktion zulässt. Als Fazit lässt sich ziehen, dass mit Hilfe der vorgestellten softwaregestützen Bewertungsmethodik eine effiziente und zielgerichtete Verbesserung von Konstruktionsdetails hinsichtlich der Rezyklierbarkeit ermöglicht wird.

The main objective of this research was to develop resource-efficient constructions with a focus placed on connection details. For this purpose, a method that can be used to rate the resource-efficiency of connection details independently of the building was developed. This method provides a user-independent rating of the construction details, resulting in a percent value of how much can be recycled. The evaluation within this thesis was done in relation to the mass as well as the volume of the constructions. In addition, it was shown that the procedure can be transferred to other evaluation variables, such as monetary values. The evaluation procedure was then transferred into a software solution, which can serve as a starting point for a tool for planners. The rating procedure was applied to existing standard details by using the developed software. The output of the rating was used to identify and quantify optimization potentials within the standardized details. The results of the individual assessments were empirically evaluated and assessed. Based on the findings, the best evaluated details for each junction were selected and further developed on the basis of the identified optimization potentials. An increase in recyclability of approx. 10 % was achieved using this procedure. In addition, further possibilities to increase the recyclability through consistent further development of the designs were shown. Lastly, completely new constructions were developed for those details that could not be optimized just by altering the standardized details. As an example, the deconstructable connection of a precast balcony was presented in an excursus chapter. A prototype was subjected to an initial series of tests on its practical suitability and static load-bearing capacity, which allows positive forecasts for the feasibility of such a construction. As a conclusion, it can be said that with the help of the presented, software-supported evaluation methodology, an efficient and target-oriented improvement of construction details with regard to recyclability was made possible.

OpenAccess:
PDF
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