Kappe+ - Überprüfung einer traditionellen Bauweise auf ihre Leistungsfähigkeit für das Bauen von morgen

Deckensysteme sind aufgrund ihres Materialvolumens eine der größten Herausforderungen im Geschossbau auf dem Weg zu klimaschonendem Bauen. Hier erweist sich die traditionelle gemauerte Kappendecke als robuste leistungsfähige Alternative mit Innovationspotenzial. Im Vergleich zu weitverbreiteten Stahlbetonflachdecken erfordert ihre Herstellung nur 50 % der grauen Energie. Zu weiteren Untersuchung ihres Anwendungspotenzials wurden sechs Deckensysteme für eine Büro- oder Schulnutzung vergleichend untersucht. Für diese Konstruktionen wurden auf Basis einer Vordimensionierung detaillierte Lebenszyklusanalysen (LCA) durchgeführt. Während die Stahlbetonflachdecke ein Global Warming Potential (GWP) von 136 kgCO2e/m2 hat, erreicht die Kappendecke im günstigsten Fall einen Wert von nur 64 kgCO2e/m2. Neben der Bewertung des Energieeinsatzes in der Herstellung werden sowohl auf Material- als auch auf Konstruktionsseite die Prinzipien der Circular Economy angewendet. Im Rahmen von Praxisexperimenten wurden an der historischen Konstruktion drei Transformationen vorgenommen: So entsteht durch die Substitution der Stahlträger im System durch Holz ein neuartiges Holz-Mauerwerk-Hybridsystem. Mithilfe digitaler Fertigungswerkzeuge wird eine wirtschaftliche und zeitgemäße Herstellungsweise aufgezeigt. Durch die Optimierung der verwendeten Ziegelsteine wird die Rohdecke um akustische Eigenschaften multifunktional angereichert.

Kappe+ - evaluation of a traditional construction method as to its performance in today's context
Due to their material volume, ceiling systems are one of the biggest challenges in mulit-storey construction on the way to climate-friendly building. Here, the traditional masonry cap ceiling proves to be a robust, efficient alternative with innovation potential. Compared to widely used reinforced concrete flat slabs, their production requires only 50 % of the grey energy. To further investigate their application potential, six ceiling systems for office or school use were comparatively examined. Detailed life cycle assessments (LCA) were carried out for these constructions based on pre-dimensioning. While the reinforced concrete flat ceiling has a Global Warming Potential (GWP) of 136 kgCO2e/m2, the vault ceiling achieves a value of only 64 kgCO2e/m2 in the most favourable case. In addition to assessing the energy input in manufacturing, principles of a circular economy are applied on both the material and construction side. Within a framework of practical experiments, three transformations were carried out on the historical construction: by substituting the steel girders in the system with timber, a new type of timber-masonry hybrid system is created; with the help of digital manufacturing tools, an economical and contemporary production method is demonstrated; by optimising the bricks used, the raw ceiling is enriched with multifunctional acoustic properties.