Hybridsysteme aus gekantetem Stahlblech und zementfreiem Beton

Um die Nachhaltigkeitsprobleme im Bausektor anzugehen, müssen emissionsärmere, langlebige und für die zirkuläre Wiederverwendung und Rezyklierung geeignete Bauweisen verwendet werden. Dies kann durch systemoffene, adaptive Bauweisen erreicht werden, die auf die Weiternutzung sowie auf ein Design for Disassembly abzielen, um spätere Anpassungen und eine Wiederverwendung zu ermöglichen. In der Schweiz, wo ein Großteil der Wohngebäude aus Beton und Mauerwerk besteht, werden viele Gebäude aufgrund mangelnder Kompatibilität mit den aktuellen Anforderungen abgerissen. Dieser Aufsatz stellt ein neuartiges Stahl‐Hybrid‐Bausystem für den Einsatz in Wohngebäuden vor, welches Anpassungsfähigkeit und zirkuläres Design mit Leistungsfähigkeit im Kalt‐ und Brandbemessungsfall kombiniert. Das Bausystem verwendet kaltgeformte, offene Stahl‐Kantprofile in Kombination mit einem zementfreien Beton (Cleancrete), welcher Kantprofile füllt und diese gegen Querschnittsverformungen aussteift sowie zum Brandschutz beiträgt. Obwohl der Cleancrete nur minimalen Einfluss auf den Tragwiderstand im Kaltfall hat, schlagen sich die Verwendung eines Materials mit geringeren CO‐Emissionen und die Reduzierung des gesamten Stahlverbrauchs positiv im ökobilanziellen Vergleich nieder. Anhand eines Brandversuchs sowie mithilfe numerischer Simulationen für den Brandfall konnte zudem belegt werden, dass das System auch für den Brandfall mit bis zu fünf Stockwerken eingesetzt werden kann.

In order to address sustainability issues in the construction sector, construction systems that are lower in emissions, durable, and suitable for circular reuse and recycling must be employed. This can be achieved through open and adaptive systems which focus on design for disassembly to enable future adaptations and reuse. In Switzerland, where most residential buildings are constructed from concrete and masonry, many buildings are demolished due to their incompatibility with current requirements. This paper introduces an innovative steel‐hybrid construction system for residential buildings, combining adaptability and circular design with performance in ambient temperature and fire conditions. The system uses cold‐formed, open steel profiles in combination with a cement‐free concrete (commercially known as Cleancrete), which fills the cross‐sectional chambers of the steel profiles, stiffening them against deformation and contributing to fire protection. Although Cleancrete has minimal impact on the load‐bearing capacity under ambient‐temperature conditions, using a material with lower CO emissions and reducing overall steel consumption results in a favorable environmental balance compared to other construction methods. A fire test on a 3.3‐m‐high column, supported by numerical simulations, also demonstrated that the system can be used in fire conditions for multi‐story buildings with up to five floors without additional precautions.