Klett-TGA - Entwicklung von Klett - Befestigungssysteme für die Technische Gebäudeausrüstung

Ausgangssituation/Motivation

Klett ist heutzutage in vielen Branchen bereits allgegenwärtig. Auch in der Baubranche hält er vereinzelt Einzug, ist aber noch weit davon entfernt, all sein Potenzial voll auszuspielen. Dieses liegt vor allem in den überraschend starken Verbindungen, die mittels Klett hergestellt und zugleich, oftmals sogar werkzeugfrei, auf einfachste Art wieder gelöst werden können. Und dies mehrere hundert Male, ohne Einbußen hinsichtlich der Haftfestigkeit.

Inhalte und Zielsetzungen

Übertragen auf den Bauprozess potenzieren sich diese zwei Eigenschaften und könnten eine Vielzahl von positiven Auswirkungen nach sich ziehen.

Könnte man zukünftig beispielsweise die verschiedenen gebäudetechnischen Installationsleitungen Strom, Wasser und Lüftung, welche bislang vorrangig nach den gängigen Methoden "fix Verbaut", "Verschraubt" und "Geklebt" auf Untergründe montiert werden, zukünftig mittels Klett befestigen, könnten folgende Effekte mit entsprechenden Folgeerscheinungen eintreten:

• Vereinfachte Montageprozesse, welche entscheidend den Bauprozess beschleunigen würden und außerdem weniger anfällig für ausführungsbedingte Qualitätsmängel wären.
• Verbindungsarten, die ein hohes Maß an Flexibilität ermöglichen und sowohl auf kurzfristige Planungsänderungen als auch auf spätere Nutzungswechsel sehr gut reagieren könnten.
• Schadensfreie Verbindungen, sowohl für den Untergrund als auch für die zu befestigende Komponente, welche einer sortenreinen Trennung und damit problemlosen Weiterverwendung ermöglichen und dadurch zur Verlängerung des Lebenszyklus beitragen würden, was wiederum in Sinne einer nachhaltigen Ressourcennutzung wäre.

Das Ziel dieses Sondierungsprojektes war es, Konzepte zur Herstellung von Untergründen mit klettfähigen Oberflächen zu entwickeln.

Methodische Vorgehensweise

Das Sondierungsprojekt hat sich dabei nicht auf die Betrachtung eines einzelnen Materials oder Gewerks beschränkt, sondern ein möglichst weites Betrachtungsfeld anvisiert, um anhand von Evaluierungen Potentiale aufzudecken, welche weitergehende und produktspezifischere Forschungsvorhaben nach sich ziehen könnten.

Die Entwicklung von Verbindungskonzepten zwischen unterschiedlichen Bau-Untergründen und Klettkomponenten erfolgte durch genaue Untersuchung und sach- und fachgerechter Beurteilung bestehender Verbindungen und Erstellung zweier Innovationsmatrizen. Die entwickelten Konzepte wurden anschließend mittels Bewertungsbögen und Gesprächen im Team evaluiert. Ausgewählte Konzepte wurden durch das Labor für Konstruktiven Ingenieurbau der TU Graz getestet.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Anhand einer Innovationsmatrix wurden insgesamt 143 Konzepte für Verbindungen von Klett und Baustoffen entwickelt. Fünf dieser Konzepte wurden aufgrund ihres besonders hohen Innovationsgehalts in Form von Erfindungsmeldungen an das FT-Haus übergeben, welches derzeit die Patentfähigkeit prüft.

Zwei grundlegende Erkenntnisse bilden die Voraussetzung für weitergehende Forschungsvorhaben. Zum einen ist zur Erreichung der anvisierten Flexibilität die Bereitstellung eines großflächigen klettfähigen Untergrundes anzustreben. Hierfür ist in der Regel Velours oder Flauscheinzusetzen, beides Bahnware und somit wirtschaftlich vorteilhaft. Auf die spezifischen Eigenschaften des Materials sowie dessen Verarbeitungsmöglichkeiten ist entsprechend bei der Weiterentwicklung Rücksicht zu nehmen. Zum zweiten ist der Zeitpunkt der Herstellung klettfähiger Untergründe oder Oberflächen von ausschlaggebender Relevanz. Jeder Eingriff, ob während der Vorfertigung, während der Errichtung oder aber im Sanierungsfall bietet unterschiedliche Herangehensweisen mit Vor- und Nachteilen.

So ergeben sich beispielsweise für die Erzeugung einer klettfähigen Oberfläche während der Errichtung eines Massivbaus unter Verwendung des Baustoffes Beton - der Herstellungslogik folgend - vielfältige Möglichkeiten im Bereich des Einlegens von Velours- oder Flauschmatten in die Schalung. Hierbei entstehen Herausforderungen vor allem im Hinblick auf eine Positionsfixierung während des Betoniervorgangs sowie den Schutz der Velours- oder Flauschmatte vor Verunreinigung. Im Unterschied dazu wird man bei einem fertiggestellten Rohbau oder aber im Sanierungsfall, weitestgehend baustoffunabhängig, auf die verschiedenen Formen des Klebens zurückgreifen. Eine vergleichsweise leichte Handhabe, jedoch mit Nachteilen im Bereich der späteren Ablösung der Velours- oder Flauschmatte. Die Fähigkeit zum Rückbau, beziehungsweise einer im Idealfall sortenreinen Trennung, ist stets von gleichbleibender Bedeutung für die Bewertung der Konzepte.

Über diese Betrachtungen hinaus wurden Baustoffe und im Bauwesen eingesetzte Komposite auf ihre möglicherweise bereits vorhandene Fähigkeit zur Verklettung hin untersucht. Zu ersteren zählen vor allem verschiedene Faserstoffe, die aufgrund ihrer Struktur unter gewissen Umständen Schlaufen bilden könnten. Solche Konzepte überzeugen im Hinblick auf Materialhomogenität und damit völlige Sortenreinheit. Gleichwohl haben Versuche ergeben, dass die Haftfestigkeit bei Weitem nicht an jene von handelsüblichen Klettmaterialien heranreicht, was den potentiellen Einsatz zwar einschränkt jedoch nicht ausschließt.

Ausblick

Die vorliegende Sondierung hat gezeigt, dass die Herstellung großflächiger Untergründe mit klettfähiger Oberfläche möglich ist und somit ist der Grundstein für die Erreichung der formulierten Zielsetzungen gelegt. Institutsintern wurde ein fundiertes Grundlagenwissen geschaffen, welches optimale Voraussetzungen für weitergehende Forschungs- und Entwicklungsarbeiten auf dem Weg zur schadensfreien Montage von gebäudetechnischen Installationen liefert. Für das gesamte Projektteam eröffneten sich neue Wissenserkenntnisse auf dem Gebiet der Technischen Gebäudeausrüstung, Verbindungen nach Schlussarten und der Herstellung und Anwendung von Klettprodukten.

Großes Potential zeigen vor allem die Erforschung des Themas Beton und Klett, Klett-kompatible Faserstoffe und alternative Verbindungssysteme von herkömmlichen Klettverbindungen.
Die weitergehende Entwicklung im Rahmen eines staatlich geförderten Projekts und zusammen mit entsprechenden und bereits bekannten Firmenpartnern wird demnach im Fokus der zukünftigen Forschungsarbeit des Instituts für Architekturtechnologie stehen.

Projektleitung

Institut für Architekturtechnologie, Technische Universität Graz

Weitere Projektpartner

Labor für Konstruktiven Ingenieurbau, Technische Universität Graz

Institutsvorstand wissenschaftlicher Projektleiter
Univ.Prof. DI. Arch. Roger RIEWE
Institut für Architekturtechnologie
Technische Universität Graz
Rechbauerstr. 12/I
A-8010 Graz
Tel.: +43 (316) 873 6300
E-Mail: riewe@tugraz.at
Web: http://www.iat.tugraz.at/

Stellvertretende Projektleitung
Universitätsprojektassistent
Dr. tech. Dipl.Ing. Ferdinand OSWALD
Institut für Architekturtechnologie
Technische Universität Graz
Tel.: +43 (316) 873 6308
E-Mail: ferdinand.oswald@tugraz.at

Universitätsassistentin
M.A. Aleksandra PAVICEVIC
Institut für Architekturtechnologie
Technische Universität Graz
Tel.: +43 (316) 873 6305
E-Mail: pavicevic@tugraz.at

Universitätsassistent
Univ. dipl. inz. Arh Ziga KRESEVIC
Institut für Architekturtechnologie
Technische Universität Graz
Tel.: +43 (316) 873 6806
E-Mail: kresevic@tugraz.at

Studentischer Projektmitarbeiter
BSc. Matthias RAUDASCHL
Institut für Architekturtechnologie
Technische Universität Graz
Tel.: +43 (316) 873 6808
E-Mail: matthias.raudaschl@tugraz.at