Gestatten: Luci, Computertomograf

Computertomograf? Ist das nicht die Röhre, in die man im Krankenhaus geschoben wird? Ja, aber nicht nur. Der Industrie-Computertomograf am Departement Technik & Architektur der Hochschule Luzern funktioniert etwas anders und kann wesentlich mehr.

Die Bilder des Computertomografen Luci sind so farbig wie genau und dienen der Energieforschung.
Die Bilder des Computertomografen Luci sind so farbig wie genau und dienen der Energieforschung.

Luci ist 3,5 × 2,0 × 2,5 Meter gross, 11 Tonnen schwer und nimmt’s genau. Mit vollem Namen heisst sie Luci – Lucerne CT imaging (facility). Sie ist ein Compu-tertomograf (CT) und steht auf dem Campus des Departements Technik & Architektur in Horw. An einer technischen Hochschule und nicht in einem Kranken-haus? Dies passt, da Luci kein medizini-scher, sondern ein industrieller Compu-tertomograf ist. In erster Linie wird sie im Dienste der Energieforschung tätig sein. Der CT-Experte Philipp Schütz erklärt den Unterschied: «Beim medizinischen CT bewegt sich die Röntgenquelle, die Person hingegen bleibt an Ort – in ihrem Interesse, denn sonst müsste sie sich ein-mal pro Sekunde um sich selbst drehen. Beim industriellen CT hingegen wird das Untersuchungsobjekt bewegt, während die Röntgenquelle fest positioniert ist.» Das sorgt für eine grössere Stabilität und Genauigkeit: 15 Bilder pro Sekunde mit jeweils 28 802 Pixel – insgesamt also 8 294 000 Pixel pro Bild – kann das Gerät aufnehmen. Es schaut somit nicht nur ins Innere des Objekts, sondern es tut dies auch mit enormer Präzision. Schöpft man das Potenzial von Luci voll aus, kann man Strukturen messen, die 50 bis 100 Mal kleiner sind als der Durchmesser eines menschlichen Haares. «Schweizweit gibt es meines Wissens nur drei vergleichbare Geräte», sagt Philipp Schütz.

Lucis Fähigkeit, extrem genau zu messen, ist natürlich nicht Selbstzweck: Dank der Hilfe von Computertomografen werden Speichermaterialien energieeffi-zienter, Brücken stabiler, die Haltbarkeit alter Maschinen berechenbarer und Käse besser (mehr dazu unten). Der Horwer Computertomograf allerdings wird sich höchstens nebenbei mit Milchprodukten beschäftigen, wie Schütz ausführt: «Energieforschung ist ein zentraler Schwerpunkt bei uns am Departement. Luci wird deshalb in erster Linie für Projekte in diesem Bereich eingesetzt.» Dies war auch der Grund, weshalb der Schweizerische Nationalfonds die Anschaffung unterstützt hat.

Grazil ist Luci nicht. Aber genau.
Grazil ist Luci nicht. Aber genau.

Einige Beispiele für die fast unbegrenz-ten Möglichkeiten des Computertomo-grafen:

Effizientere Energiespeicherung dank Röntgenblick

Energie aus Sonne und Wind wird immer wichtiger. Das Problem: Sie steht nur dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht. Diese Energie, zum Beispiel für Wärme und Beleuchtung, wird allerdings oft in der Nacht benötigt. Die Lösung: Energie zwischenspeichern. Das Start-up Cowa der Hochschule Luzern untersucht eine vielversprechende Möglichkeit mithilfe von sogenannten Phasenwechselmate-rialien, die in Kapseln abgefüllt werden. Die Materialien setzen beim Wechsel von flüssig zu fest viel Energie frei. Die wiederum kann zur Erwärmung oder Kühlung von Maschinen oder Gebäuden genützt werden. Klingt einfach, ist hochkomplex. Eine der vielen Fragen, die sich stellen: Zeigen sich nach 200 Mal erwärmen und abkühlen Veränderungen der Materialien und ihrer Verteilung in der Kapsel? Um das herauszufinden, muss man in die Kapsel hineinsehen, ohne sie zu öffnen. Ein Fall für Luci.

Die Farben zeigen die Geschwindigkeiten auf, mit der Wasser an den verschiedenen Stellen durch Granulat fliesst (rot = schnel-le Bewegung, dunkelblau = kaum Bewe-gung). Für die Simulation kann nun dieser realistische Wert verwendet werden, anstatt eines fiktiven Optimalwerts.
Die Farben zeigen die Geschwindigkeiten auf, mit der Wasser an den verschiedenen Stellen durch Granulat fliesst (rot = schnel-le Bewegung, dunkelblau = kaum Bewe-gung). Für die Simulation kann nun dieser realistische Wert verwendet werden, anstatt eines fiktiven Optimalwerts.

Simulationen mit realistischen Vorgaben

Mit Computersimulationen lässt sich vorhersagen, wie sich ein Gebäude oder eine Maschine unter bestimmten Bedingungen verhalten wird – zum Beispiel, wie viel Energie ein Gebäude brauchen wird oder wie viel Schmutzwas-ser in wie viel Zeit durch einen natürli-chen Filter aus Kies oder Sand fliesst. Dabei rechnet man normalerweise mit optimal funktionierenden Materialteilen. Dies ist jedoch nicht immer der Fall. Sand in einem Container zum Beispiel ist nicht gleichmässig verteilt, deshalb staut sich das Wasser an manchen Stellen und sucht sich andere Wege. Die brauchen jedoch vielleicht mehr Zeit. Luci verteilt den Sand zwar nicht besser, aber der Computertomograf kann die Oberfläche der Körner berechnen und den Platz zwischen Sand und Steinen ausmessen. Mit diesen Angaben kann dann Software gefüttert werden, die hilft, die Strömung des Wassers präziser zu simulieren.

Ist die Maschine noch genau?

Maschinen und ihre Bestandteile nützen sich auf Dauer ab, ihre Leistung wird weniger präzis. Energetisch und wirt-schaftlich ist es jedoch sinnvoll, sie so lange als möglich zu nutzen. Luci hilft dabei, indem sie aufzeigt, wie weit die Präzision schon abgenommen hat. Zum Beispiel bei der Produktion von Flaschendeckeln, die ihren Dienst nur dann tun, wenn sie genau auf das Gewinde passen. So können Unterneh-men besser abschätzen, ob es reicht, Einzelteile auszuwechseln, oder ob – und in welchem Zeitrahmen – ein Ersatz notwendig wird.

Luci zeigt auf, dass die Verteilung der Inhaltsstoffe des Phasenwechselmate-rials noch nicht perfekt ist: Die Farben machen die verschiedenen Materialien sichtbar. Optimalerweise wären sie auch nach einigen Hundert Mal erwärmen und abkühlen noch gleichmässig verteilt.
Luci zeigt auf, dass die Verteilung der Inhaltsstoffe des Phasenwechselmate-rials noch nicht perfekt ist: Die Farben machen die verschiedenen Materialien sichtbar. Optimalerweise wären sie auch nach einigen Hundert Mal erwärmen und abkühlen noch gleichmässig verteilt.

Dem Käse die Löcher zurückgeben

Wo kommen die Löcher im Käse her? Bei Kurt Tucholsky löst die Kinderfrage einen gepfefferten Familienstreit aus, bei Forschern Neugier. Käseproduzentinnen hingegen bereiteten nicht die Löcher, sondern deren Schwinden schlaflose Nächte. Ein Team der Eidgenössischen Materialprüfungs-und Forschungsanstalt (Empa) fand mithilfe eines Computerto-mografen eine verblüffende Antwort: Das Ausgangsprodukt, die Milch, ist zu sauber. Bakterien brauchen Heu, um bei der Reifung des Käses Kohlendioxid bilden zu können, wodurch die Löcher entstehen. Immer strengere Hygienevorschriften sorgten jedoch dafür, dass bei der Käseproduktion immer weniger Heuparti-kel zufällig den Weg in die Milch fanden. Die gute Nachricht aber: Sie lassen sich gezielt hinzufügen, damit die Löcher wieder in alter Schönheit den Käse zieren.

Hilfe bei verlorenen Bauplänen

Dinge gehen verloren. Das kommt in den besten Fabriken vor. Baupläne für Maschinen zum Beispiel. Wenn nun aber ein Teilchen einer sonst noch voll funktionstüchtigen Maschine abgenützt ist und ersetzt werden soll, wird es problematisch: Die Spezifikationen, die man für das Ersatzteil bräuchte, sind auf besagten und nun verlorenen Bauplänen festgehalten. Das Äussere kann man ausmessen, um es zu reproduzieren. Aber das Innenleben? Da hilft nur Luci. ■

Grösstmöglicher Komfort für die Verwaltung von Zutrittslösungen

Mit dem neuen Funktionsprinzip NOK+ ist zukünftig eine noch komfortablere Bedienung und Verwaltung möglich.

Am Validierungsleser werden in dem virtuellen Netz alle aktuellen Updates des Gebäudesystems weitergegeben.

Jede Hardware einer Keso Integra Zutrittskontrolle wird dadurch mit innovativer Lese- und Schreibtechnologie ausgestattet. Diese erlaubt mit nur einem Validierungspunkt die virale Verbreitung von Zutrittsberechtigungen und Updates in einem gesamten Gebäudesystem. Das zeitintensive Ablaufen aller Türen und deren manuelle Aktualisierung entfällt und erfolgt dann ganz automatisch. Keso Integra eignet sich für die unterschiedlichsten Sicherheitsanforderungen und lässt sich individuell an jedes Bedürfnis anpassen. Grundsätzlich basiert die modulare und skalierbare Zutrittslösung auf den drei Funktionsprinzipien Stand-alone, NOK+ (Network on Key / Offline) sowie einer Online-Variante, die sich alle unter dem Dach einer gemeinsamen Verwaltung über die Software k entry integrieren lassen. Der grosse Vorteil: Sicherheitslücken und Koordinationsaufwand werden so effektiv minimiert. Ausserdem sind die Vergabe und der Entzug von Schliessberechtigungen damit wesentlich einfacher und schneller zu handhaben. Insbesondere bei NOK+ und Online ergeben sich zusätzliche Zeit- und Kostenersparnisse, da bei diesen beiden Funktionsprinzipien im Falle eines Updates kein Ablaufen jeder betroffenen Türkomponente mehr notwendig ist, um diese über ein Programmiergerät manuell zu aktualisieren.

Flexible Sicherheit auf höchstem Niveau

Keso Integra überzeugt auch in anderer Hinsicht mit seinem modularen und flexiblen Aufbau, denn wie in einem Wabensystem lässt sich die Zutrittslösung nahezu unendlich erweitern. Zu diesen Erweiterungen gehören die einzigartigen Features von NOK+. Erwin Stump, Produktmanager Keso Mechatronik bei der Assa Abloy (Schweiz) AG, erklärt die Vorzüge des neuen viralen Verbreitungsprinzips: Änderungen an der zentralen Managementsoftware k entry werden in dem virtuellen Netz online an einen Validierungsleser weitergeleitet. Strategisch an einem Hauptzugang des Gebäudes platziert, überträgt dieses Update-Terminal beim Kontakt mit dem Schlüssel oder Identmedium der eintretenden Person automatisch alle aktuellen Berechtigungen des gesamten Gebäudesystems auf diesen Schlüssel oder das Identmedium. Sobald diese Person dann eine andere Tür im Gebäude, beispielsweise die Tür zum eigenen Büro oder einem Konferenzraum öffnet, aktualisiert sich auch deren Status entsprechend.” Gleichzeitig wird dem verwendeten Schlüssel, oder das Identmedium auch der Batteriestatus des jeweiligen Zylinders zurückgemeldet. Sobald sich die Person dann abermals ein Update über den Validierungsleser am Eingang zieht, wird diese Information wieder an k-entry weitergegeben. Der sichere Datentransfer ist bei dieser viralen Art der Verbreitung dank neuester RFID-Technologie und einer AES 128 Bit Verschlüsselung zwischen den Identmedien und den Türkomponenten zu jedem Zeitpunkt gewährleistet. Die batteriebetriebenen Beschläge und rein elektronischen Integra-Zylinder ohne mechanische Permutation funktionieren auch bei einem Stromausfall reibungslos. Alle Komponenten können mit einer Notbestromung über ein Programmiergerät manuell geöffnet werden.

Komfortable und bedienerfreundliche Verwaltung

Durch das virale Verbreitungsprinzip mit bis zu acht Validierungspunkten benötigt Keso Integra NOK+ nur wenige personelle Ressourcen. Unterstützt wird es durch weitere Funktionen wie die Möglichkeiten zum Erstellen von Black- und Whitelisten sowie dem komfortablen Überblick aller Schliessereignisse. Alle elektronischen Türkomponenten – bis auf den Validierungsleser – sind rein batteriebetriebene Geräte und benötigen keine Verkabelung. Damit müssen die Türen auch nicht nachbearbeitet werden. Dies ist wiederum für Brandschutztüren ideal, die sich auf diese Weise problemlos und normgerecht mit Keso Integra NOK+ nachrüsten lassen.

www.assaabloyopeningsolutions.ch

Nur ein Drittel der KMU sind auf Social Media

Grosse Teile der Schweizer Bevölkerung sind auf Social Media vertreten und nutzen diese Technologie regelmässig. Doch inwieweit betreiben auch Schweizer KMU eigene Profile auf solchen Plattformen und welche Reichweiten werden durch diese generiert? Diesen Fragen ist ein Team der Fachhochschule Graubünden aus dem Forschungsschwerpunkt «Digitale Strategien» nachgegangen. Die Ergebnisse der repräsentativen Erhebung (N = 976) zeigen, dass 36,5 Prozent der Schweizer KMU auf mindestens einer der untersuchten Social-Media-Plattformen ein eigenes Profil unterhalten. Mit ihren Auftritten im Netz generieren sie durchschnittlich Reichweiten von 1438 Followern.

Nur ein Drittel der KMU sind auf Social Media
Nur ein Drittel der KMU sind auf Social Media

Nur knapp ein Drittel der kleineren und mittleren Unternehmen (KMU) der Schweiz sind gemäss der Analyse der FH Graubünden auf Social Media vertreten, wobei Facebook mit 29,3 Prozent, Instagram mit 16,1 Prozent und LinkedIn mit 12,4 Prozent die dominierenden Plattformen sind.

21,3 Prozent der Schweizer KMU betreiben Profile auf mindestens zwei Social-Media-Plattformen. Am häufigsten kombiniert werden dabei Facebook und Instagram, dies in 137 Fällen (14 Prozent). Eine Besonderheit zeigt sich auf dem zweiten Rang. Bei 9,8 Prozent (96 Fälle) der untersuchten KMU wird ausschliess-lich Facebook ohne eine weitere Platt-form genutzt. Den dritten Rang belegt die Kombination von Facebook und LinkedIn mit 8,8 Prozent (86 Fälle).

Hinsichtlich der Reichweite, welche die KMU mit ihrer Social-Media-Präsenz erreichen, liegt Instagram an erster Stelle, und zwar mit einer durchschnitt-lichen Reichweite von 1193 Followern, gefolgt von Facebook mit 924 Followern.

Einzelne Plattformen werden zurück-haltend genutzt

Sehr niedrige Reichweiten ergeben sich insbesondere auf Xing mit lediglich durchschnittlich 17 Followern. Betrachtet man die Reichweite von Schweizer KMU über alle Plattformen hinweg, ergeben sich durchschnittliche Reichweiten von 1438 Followern.

Obschon Social Media im Alltag der Schweizerinnen und Schweizer sehr verbreitet ist, ist die Nutzung im KMU-Umfeld auf tiefem Niveau.

«Die Zahlen weisen darauf hin, dass bezüglich eigener Social-Media-Profile für viele KMU die erwarteten Aufwände die erwarteten Erträge übersteigen. Genau an diesem Punkt setzen wir in unserem Projekt an, indem wir KMU dabei unterstützen, wertvolle Erträge zu identifizieren, indem sie Social Media effizient und sinnvoll nutzen», sagt Sebastian Früh, Projektleiter am Schwei-zerischen Institut für Entrepreneurship.

Neue Kunden ansprechen und bestehende an sich binden

Social Media bieten kleinen und mittel-grossen Unternehmen vielfältige Anwen-dungsmöglichkeiten und Mehrwertpoten-ziale. Viele KMU sind dabei insbesondere an einer nach aussen gerichteten Kommunikation («outbound») interes-siert, die ihnen neue Kunden bringen oder dabei helfen soll, bestehende Kunden besser an sich zu binden. Etwas weniger intensiv werden von KMU auf Social-Media-Plattformen Zwecke in Bezug auf eingehende Informationen («inbound») und deren Analyse verfolgt. Durch Interaktionen mit potenziellen und aktuellen Kunden auf Social Media könnten KMU auch Marktforschungsme-thoden etwa bezüglich produktbezogener Präferenzen oder Preissensitivitäten anwenden. Eine Realisierung dieser Mehrwertpotenziale würde für die Unternehmen jedoch einen beträchtli-chen Aufwand bedeuten, welcher neben der Bewältigung des Tagesgeschäfts aufgebracht werden müsste.

Die Bedeutung der Nutzung von Social Media wird für KMU immer grösser, denn der Anteil der Schweizer Bevölkerung, der auf Plattformen wie Facebook, Twitter und Instagram aktiv ist, nimmt zu. Hierbei stellt sich die Frage, inwieweit sich mögliche positive Beiträge auf ihr Geschäft tatsächlich zu vertretbaren Kosten und Aufwänden realisieren lassen. Der Forschungsbericht «Nutzung von Social-Media-Plattformen durch Schweizer KMU» der FH Graubünden soll die Unternehmen bei diesen Abwägun-gen in einem ersten Schritt unterstützen. Er bietet eine erstmalige Übersicht zu der Nutzung und den Reichweiten von Schweizer KMU auf Social-Media-Platt-formen (Facebook, Twitter, Instagram, Xing, LinkedIn, Youtube).

Der Bericht wurde im Rahmen eines vom Förderverein der FH Graubünden geför-derten Projekts erstellt und beinhaltet eine Erhebung zu den Social-Media-Akti-vitäten auf Basis einer repräsentativen Stichprobe bei Schweizer KMU (N = 976).

Forschungsfeld Digitale Strategien

Das Forschungsfeld Digitale Strategien beschäftigt sich mit Strategien für Produkte und Leistungen, die sich im Spannungsfeld zwischen offline und online ergeben. Hier geht es darum, Unternehmen und Organisationen in ihrer jeweiligen Situation und Branche zu erfassen und im Einklang mit den Chancen und Herausforderungen in der internen und externen Digitalisierung wertschöpfende Entwicklungspfade zu erarbeiten. Das Forschungsfeld wird durch das Schweizerische Institut für Entrepreneurship der FH Graubünden bearbeitet. ■

Zirkuläre Praxislösungen im Bau

BIM Facility, GS1 und ZPF Ingenieure sind die ersten drei Partner, die eine Vereinbarung mit Madaster Services Schweiz unterzeichnet haben. Madaster ist das Schweizer Kataster für Materialien in der gebauten Umgebung. Mit der Partnerschaft zwischen den drei Unternehmen und Madaster wird Expertise und Know-how im digitalen Bauen vernetzt, um Immobilien­besitzern die Realisierung kreislauffähiger Gebäude zu ermöglichen und die Wiederverwendung von Materialien zu fördern.

Die Madaster-Plattform bietet digitale Tools wie Material­pässe und Indizes über den wirtschaftlichen und zirkulären Wert von Gebäuden für nachhaltiges Bauen und Bewirtschaften von Liegen­schaften. Die Erfassung von mehr Informationen über die Zusammen­setzung und die technischen Eigenschaften von Bauelementen während der Entwurfs­phase gibt zum einen Aufschluss über deren Wert und Risiko im Falle der Umnutzung oder des Rückbaus einer Liegenschaft. Gleichzeitig wird so die zukünftige Wieder­verwendung dieser Materialien ermöglicht. Dafür müssen digitalisierte Daten aus der Planungsphase in den folgenden Lebens­zyklusphasen eines Gebäudes übernommen, aufbereitet und transparent gemacht werden.

«Eine gezielte Materialisierung in der Planungs­phase und die nahtlose Weitergabe von Informationen über die Qualität und Herkunft der Materialien und deren aktuellen Standort in die nächste Phase ist essenziell, um kreislauffähig zu bauen und Gebäude zu bewirtschaften. Ich freue mich über die Zusammenarbeit mit unseren ersten Partnern BIM Facility, GS1 und ZPF Ingenieure. Ihre Expertise und unsere Plattform machen Material­daten über den gesamten Lebenszyklus von Gebäuden nutzbar. Gemeinsam können wir zirkuläres Bauen realisieren,» sagt Marloes Fischer, Geschäftsführerin Madaster Services Schweiz zur Bekanntgabe der ersten drei Partnerschaften.

BIM Facility erarbeitet BIM-Modelle für Bestands­bauten mithilfe von Drohnen­einsatz und Objekt­materialisierung nach eBKP-H. Diese «Digital Twins» können direkt in Madaster überführt und ein Materialpass erstellt werden. «Madaster ist die konkrete Lösung zur Nutzung von Digital Twins. Die Zusammen­arbeit mit Madaster ermöglicht es uns, Unternehmen einen detaillierten Einblick in die verwendeten Materialien und die Möglichkeiten ihrer Wiederverwendung zu geben,» sagt Matthias Wasem, CEO BIM Facility AG und weist als Beispiel auf die Erfassung des Depot G der SBB mit Drohneneinsatz hin.

Über die Erarbeitung von offenen Standards und Prozess­eempfehlungen ermöglicht die gemeinnützige Organisation GS1 die Verbesserung von Informations- und Werteflüssen. Als nationaler Verein ist GS1 Switzerland Teil einer global agierenden Organisation und stellt so die breite Verankerung von offenen Standards sicher. «Eindeutige Produkt­identifikation und -rückverfolgung sind Voraussetzungen für Kreislauf­wirtschaft und eine schlanke Organisation von Bau, Facility Management und Rückbau. Zusammen mit den Madaster Nutzern können wir Lösungen zur Verfügbarkeit verlässlicher und passgenauer Daten über den gesamten Lebenszyklus eines Gebäudes erarbeiten und umsetzen», sagt Uwe Rüdel, Branchenmanager Technische Industrien bei GS1 Switzerland.

ZPF Ingenieure unterstützen Bauherren und Immobilieneigentümer, eine kreislauffähige Bauplanung durchzuführen und Bestands­bauten auf Basis eines Material­passes zu analysieren. «Dank BIM und Madaster können wir Gebäude heute über ihre gesamte Lebenszeit planen. ZPF Ingenieure entwickeln Madaster-kompatible BIM-Modelle, denn sie sind ökologisch und ökonomisch sinnvoll. Bewusste frühzeitige Entscheidungen zu Konstruktion und Materialisierung in der Bauplanung führen zu einem geringeren Rohstoffeinsatz im Bauwesen,» kommentiert Jaqueline Pauli, Geschäfts­leitungsmitglied von ZPF Ingenieure die Madaster-Partnerschaft.

Das Madaster Partnerprogramm bietet Unternehmen die Vernetzung von Wissen und Expertise über zirkuläres Bauen sowie die gemeinsame Entwicklung zukunftsfähiger Lösungen für Zirkularität im Bau- und Immobiliensektor.

Über Madaster
Madaster Schweiz ist das Online-Register für Materialien, Komponenten und Produkte in der gebauten Umgebung. Diese innovative Inventarisierung von Materialien schafft eine grund­legende Transparenz und fördert so die zirkuläre Organisation von Bau, Management, Renovation und Rückbau von Gebäuden sowie die Wieder­verwendung von Ressourcen. Ziel von Madaster ist die Förderung der Kreislauf­wirtschaft im Bau- und Immobiliensektor in der Schweiz. Die Plattform wird von Madaster Services Schweiz mit Sitz in Zürich vermarket. www.madaster.ch
Link Madaster Plattform für Liegenschaftseigentümer
Link Madaster Partnerprogramm
Link Madaster visuell: Madaster International: Für mehr Ressourceneffizienz im Bau (3:13 Minuten)

Über BIM Facility AG
Die BIM Facility AG ist eine Tochtergesellschaft der Geoterra-Gruppe, einem Ingenieur- und Geometerunternehmen mit rund 310 Mitarbeitern. Als Geschäftszweig der Geoterra-Gruppe ist sie auf Building Information Modeling (BIM) spezialisiert und erstellt BIM Modelle aller Gewerke und in höchster Güte, von bestehenden Bauten aller Art. BIM Facility AG bietet Qualitätsprüfungen von BIM Daten, die Erarbeitung von strategischen Zielen aus BIM Modellen für gesamte Organisationen und deren Betreiber sowie die Ausarbeitung von Detailkonzepten und Lösungen für die Nachführung und den Betrieb des digitalen Zwillings. www.bim-facility.ch

Über G1 Switzerland
GS1 Switzerland ermöglicht Lösungen für effizientere Wertschöpfungsnetzwerke mit Hilfe globaler Standards. GS1 unterstützt Unternehmungen bei der Optimierung ihrer Waren-, Informations- und Werteflüsse und vermitteln praxisnahes Wissen. Gemeinsam mit den Mitgliedern erarbeiten sie Standards und Prozessempfehlungen und schaffen Nutzen für alle Beteiligten. GS1 Switzerland ist ein neutraler Verein mit Sitz in Bern und Teil der in 140 Ländern tätigen not-for-profit Organisation GS1. www.gs1.ch

Über ZPF Ingenieure
ZPF Ingenieure beraten und begleiten Auftraggeber und Planungspartner von der Idee über alle Prozesse des Bauens: Wettbewerbe, Entwurfs- und Ausführungsplanungen sowie Bauüberwachungen für ingenieurtechnisch anspruchsvolle Grossprojekte wie Museen, Industriegebäude, Spitäler und Schulhäuser. ZPF Ingenieure sind an den Standorten Basel und Zürich tätig. www.zpfing.ch

Lieferengpässe, steigende Preise – Holzhandel reagiert

Die Preise am Holzwerk­stoffmarkt steigen rasant, Liefer­schwierigkeiten stellen sich ein. Grund dafür ist die grosse Nachfrage nach Holz gerade auch aus Übersee und die damit einher­gehende Verknappung der Ware. Die Händler arbeiten intensiv daran, den Schweizer Markt weiterhin bedienen zu können.

Holzhändler, Verarbeiter und Planer sind gefordert: Die Lage am Holzwerk­stoffmarkt spitzt sich zu. Insbesondere bei OSB-, 3-Schicht-, aber auch MDF-Platten kommt es vermehrt zu Liefer­engpässen. Dies teilt der Verband Holzwerkstoffe Schweiz (HWS) aufgrund von aktuellen Informationen aus der Branche mit.

USA greifen ab
Hauptgrund für diese Entwicklung ist die steigende Nachfrage nach dem Baustoff Holz in der Schweiz, Europa, den USA und Asien. Während die Konjunktur in China spürbar anzieht, verschärfen die anhaltenden Handels­streitigkeiten zwischen den USA und Kanada die Nachfrage­situation auf dem Holzmarkt in Europa zusätzlich. Grosse Mengen gehen derzeit nach Übersee. Die Schweizer Holzwerk­stoffhändler arbeiten intensiv daran die Nachfrage im Schweizer Markt decken zu können. Dies gelingt dank grosser Lagerkapazitäten, einer weitsichtigen Planung und bewährten Handels­beziehungen zu Lieferanten.

Wie der HWS mitteilt, müssen sich Planer und Verarbeiter in der Schweiz jedoch auf Lieferver­zögerungen und Preiserhöhungen einstellen. «Die Projekt­verantwortlichen sollten diese Entwicklung unbedingt in ihre Planung aufnehmen und frühzeitig mit dem Handel in Kontakt treten», rät Michael Widmer, Geschäftsführer des HWS. Die aktuelle Lage lässt die Preise für Holz an den Rohstoff­märkten rasant steigen, allein in den letzten drei Monaten um bis zu 60 Prozent. Eine Entspannung ist vorderhand nicht in Sicht.

Die Stadt Basel dreidimensional entdecken

Im März 2020 liess das Grundbuch- und Vermessungsamt Basel-Stadt gemeinsam mit Weil am Rhein und Lörrach neue Luftbilder der Region erstellen. Neben den bereits publizierten Orthofotos – entzerrte Luftbilder – und den Schrägluftbildern ist im 3D-Viewer Basel-Stadt nun auch ein aktuelles interaktives 3D-Luftbild verfügbar.

Das 3D-Luftbild im 3D-Viewer des Kantons Basel-Stadt  ermöglicht eine dreidimensionale Erkundungstour durch Basel. Das 3D-Luftbild kann mit ausgewählten Bauprojekten oder Projektideen kombiniert werden und es ist möglich, Höhenprofile zu analysieren, Distanzen zu messen und Schattenwürfe zu verschiedensten Tages- und Jahreszeiten zu visualisieren. In Kombination mit dem 3D-Luftbild von 2017 lassen sich auch bauliche Entwicklungen ablesen. Die Messgenauigkeit des 3D-Lufbildes variiert je nach Ausschnitt und liegt im Dezimeterbereich. Aufgrund der automatischen Generierung können einzelne Bereiche Artefakte und verzerrte Objekte aufweisen.

Mit einem Klick zum 3D-Luftbild: www.geo.bs.ch

3D-Luftbild: Stadtansicht (Quelle: Geoportal Kanton Basel-Stadt).

 

Die Ewigkeit im Felslabor simulieren

Zement ist eines der Schlüssel­materialien, will man radioaktiven Abfall sicher lagern. Nötig ist eine schier unendliche Haltbarkeit der Behälter. Empa-Forschende analysieren daher Materialsysteme, die diese Aufgabe bewältigen können.

Sondierstollen im internationalen Felslabor Mont Terri. Seit 1996 werden hier Gesteins­formationen untersucht, die bei der Lagerung radioaktiver Abfälle eine Rolle spielen könnten. Foto: BGR

Wenn Barbara Lothenbach ihre Forschungs­projekte vorantreibt, weiss sie, dass sie deren endgültiges Ergebnis nicht mehr erleben wird: 100’000 bis eine Million Jahre soll halten, was sie erarbeitet. Die Forscherin vom Empa-Labor «Beton & Asphalt» untersucht zement­basierte Materialien, die sich für die Entsorgung von radioaktiven Abfällen eignen.

In der Schweiz sollen entsprechend dem Kernenergiegesetz geologische Tiefenlager künftig schwach-, mittel, und hochaktiven Atommüll aufnehmen. Hierzu müssen stabile Gesteins­schichten vorhanden sein, die die Endlager­behälter umschliessen. Da Material­forscher allerdings wissen, dass kein Material unver­änderlich ist und selbst Marmor, Stein und Eisen brechen, muss ein Wirtsgestein ausgesucht werden, das über Jahrtausende geologisch möglichst stabil und dicht ist. Der 180 Millionen Jahre alte Opalinuston, der sich in der Schweiz beispielsweise zwischen Olten und Schaffhausen in einer Tiefe von 600 Metern ausdehnt, hat sich als passendes Wirtsgestein herauskristallisiert. Da er eine geringe Wasserleit­fähigkeit hat, besitzt er hervorragende isolierende Eigenschaften.

Felsenfest im Berg eingeschlossen
Doch wie reagieren die kristallinen Strukturen und die Tonmineralien von Opalinuston mit zement­basierten Sicherheitsbarrieren, wenn der nagende Zahn der Zeit zu Veränderungen führt? Die Nationale Genossenschaft für die Lagerung radioaktiver Abfälle (Nagra) benötigt hierzu Daten, damit ein Endlager für Atommüll im Hinblick auf Umweltschutz und Sicherheit felsenfest in der Erde eingebettet werden kann.

Den dazu nötigen Analysen widmen sich auch Barbara Lothenbach und ihr Team, indem sie Experimente im Felslabor Mont Terri in St. Ursanne, das in einer Opalinus­tonschicht errichtet wurde, unter realitätsnahen Bedingungen durchführen. Gemeinsam mit internationalen Partnern und Forschungs­gruppen aus der Schweiz wie etwa der Universität Bern und dem Paul Scherrer Institut (PSI) werden Reaktionen von zement­basierten Materialien und dem umliegenden Opalinuston simuliert. Die Langzeit­entwicklung der Grenzschichten zwischen den sehr unterschiedlichen Material­systemen untersuchen und modellieren die Forschenden dabei in mehrjährigen Versuchsansätzen bei unterschiedlichen Temperaturen zwischen 20 und 70 Grad Celsius.

Comeback eines alten Bekannten
Von besonderer Bedeutung ist hierbei der stark alkalische pH-Wert von Zement, der bei herkömmlichem Portland-Zement bei pH 13,5 oder sogar darüber liegen kann. Damit das alkalische Milieu die Tonmineralien in der Umgebung weniger stark angreift, schien zunächst eine Neuentwicklung, der sogenannte «low-alkali»-Zement, ein guter Kandidat für langlebige, Zement-basierte Schutzbarrieren zu sein. Mit einem pH-Wert von 12,2 oder tiefer weist er eine mehr als zehnmal niedrigere Alkalikon­zentration auf. Lothenbach und ihr Team verglichen daher Zementarten mit unterschiedlichen pH-Werten mittels thermo­dynamischer Modellierungen und Röntgen­diffraktions­analysen. Erstmals liegen damit Langzeit­ergebnisse vor, mit denen sich die Zementarten und ihre Evolution im Berg charakterisieren lassen. Es stellte sich heraus, dass low-alkali-Zement tatsächlich schonender mit den Tonmineralien umgeht. Allerdings bilden sich bei Verwendung von herkömmlichem Portland-Zement über die Zeit chemische Verbindungen, die zu ähnlich günstigen Verhältnissen in der Sicherheits­barriere führen. «Damit ist der preiswertere und erprobte Portland-Zement wieder zurück in den Mittelpunkt des Interesses gerückt», sagt Lothenbach.

Verzwickte Radioaktivität
Sollen zementbasierte Materialien radioaktive Substanzen vom Austritt in die Umwelt abhalten, darf zudem die Reaktion zwischen dem Atommüll und dem Zement keinesfalls die Sicherheits­barriern des Lagers beeinträchtigen. Die Empa-Forscher haben darum radioaktive Isotope, die im radioaktiven Abfall vorhanden sind, wie etwa jene des Elements Selen, in Adsorptions­studien untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass Selenverbindungen vom Zement aufgenommen werden, und zwar in grossen Mengen. «Eine Schutzbarriere aus Beton verzögert das Austreten von Radioaktivität in die Biosphäre, da die Zement­mineralien die radioaktiven Substanzen binden und damit eine Verbreitung aufhalten», so Lothenbach.

So einfach lassen sich allerdings nicht alle Prozesse bewerten, die im komplexen Zusammenspiel der aufeinander­treffenden Materialien ablaufen, gibt die Forscherin zu bedenken. Man hatte zwar gehofft, dass die Entwicklung von neuen low-alkali-Zementarten Vorteile für die Haltbarkeit der Sicherheits­barrieren bieten. Allerdings stellten sie bei anderen Eigenschaften Nachteile fest: Mittels thermodynamischer Modellierungen und experimentellen Daten konnten die Empa-Forschenden erkennen, dass solche Zementarten Substanzen wie radioaktives Iodid schlechter binden.

Gefährliche Korrosion
Erstrebenswert ist eine Isolations­schicht, die zwar möglichst wasserdicht, jedoch nicht gasdicht abschliesst. Gase können in einem Tiefenlager beispielsweise durch Korrosion der eingeschlossenen Stahlbehälter entstehen, wobei sich Eisenhydroxid bildet und Wasserstoff freigesetzt wird. Solche Gase, die über die Zeit in kleinen Mengen entstehen, müssen entweichen können, um die Entstehung von Überdruck zu verhindern. Um langfristigen Reaktionen bei der Korrosion von Eisen an der Grenze zum Zementmaterial auf die Spur zu kommen, führten die Forschenden Untersuchungen mittels chemischer Analysen und Spektroskopie durch. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich Portland-Zement mit hohen pH-Werten besser bewährt als low-alkali Zement. Nun stehen weitere Experimente an, die diese noch wenig bekannten Korrosionsprozesse genauer beleuchten sollen.

Zudem hat Lothenbachs Team die Phasen in der Interaktions­zone von Zement und Opalinuston charakterisiert, die aus der Wechselwirkung von Tonmineralien mit den Bestandteilen des Zements entstehen, wie etwa eine Magnesiumsilikat-Phase. Dass derartige Zwischenschichten entstehen und zu einer Abdichtung der Schutzschicht beitragen könnten, war bisher nicht eindeutig geklärt. Erkenntnisse dieser Art können zur Entwicklung neuer Materialsysteme beitragen, die für die gesamte Bauindustrie interessant sind, ist Lothenbach überzeugt. Denn trotz der guten Material­eigenschaften von Portland-Zement wird heute verstärkt nach Umwelt- und ressourcen­schonenderen Alternativen gesucht, die auch für andere Anwendungen als in einem geologischen Tiefenlager eingesetzt werden könnten.


Gemeinsam mit internationalen Partnern und Forschungsgruppen aus der Schweiz untersuchen Empa-Forschende die Reaktionen von zementbasierten Materialien und dem umliegenden Opalinuston. Foto: Pierre Montavon.


Empa-Forscherin Barbara Lothenbach. Foto: Empa


Elf Nationen mit verschiedenen Universitäten und Forschungs­instituten sind am internationalen Forschungs­programm im Mont Terri Felslabor beteiligt, darunter die Empa. Das unterirdische Felslabor befindet sich in einer Opalinuston-Schicht in 300 Meter Tiefe im Mont Terri bei St. Ursanne (JU). Das Labor wird vom Bundesamt für Landes­topografie (swisstopo) betrieben, die Projektpartner finanzieren die Forschungsprogramme. Seit 1996 werden hier Gesteins­formationen untersucht, die bei der Lagerung radioaktiver Abfälle eine Rolle spielen könnten.

Foto: swisstopo
Text: Andrea Six (Empa) / Fotos: zvg

Schweizerisch-Deutsche Kooperationstage für „Nachhaltiges Bauen“

Eine Online-Beranstaltung mit Impulsvorträgen zum Nachhaltigen Bauen soll Fachleute auf diesem Gebiet zusammenbringen, informieren und vernetzen.

Im Auftrag des Deutschen Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie und in Kooperation mit den Projektpartnern „Netzwerk NNBSund „Bauen digital Schweiz / buildingSMART Switzerland“ sowie dem Medienpartner „intelligent bauenlädt DREBERIS Fachleute und Interessenten aus der Planungs-, Bau- und Immobilienbranche zu den Schweizerisch-Deutschen Kooperationstagen zum Thema „Nachhaltiges Bauen“ ein.
Während dieser Tage entsteht eine Onlineveranstaltung mit Networking „Schweizerisch-Deutscher Austausch zum nachhaltigen Bauen 2021“ (am 01.03.2021, 9:00-12:15 Uhr) sowie individuelle Erstkontaktgespräche mit deutschen und schweizerischen Unternehmen (02.03.2021).
Ziel der Veranstaltung ist es, den bilateralen Austausch zum Thema nachhaltiges Bauen voranzubringen, über die Lessons Learned und Best practices zu informieren und sich mit Kooperationspartnern aus der Schweiz und aus Deutschland zu vernetzen.

Datum: 01. – 02.03.2021


Themen der Onlineveranstaltung:

  • Impulsvorträge zum Nachhaltigen Bauen: Lessons Learned aus der Schweiz und Deutschland
  • Best practices und Umsetzungsbeispiele: CO2-neutrale Baustoffe und Technologien sowie Digitalisierung der Baubranche
  • Diskussion mit den Referenten und Teilnehmenden
  • Networking in virtuellen Räumen: die Möglichkeit in kurzer Zeit neue Leads zu generieren
  • Programm


Vorteile einer Teilnahme:

  • Erfahrungsaustausch mit Kollegen aus der Schweiz und Deutschland
  • Identifikation mit neuen Kooperationsansätzen und Gewinnung potentieller Projektpartner aus Deutschland
  • Bequeme Teilnahme per Internet (Zoom-Meeting), technische Voraussetzung: stabile Internetverbindung, Browser, Headset
  • Konkrete Umsetzungsbeispiele aus erster Hand

Angesprochene Zielgruppe:

  • Architektur -und Ingenieurbüros, Planer, Bauunternehmen, Immobilienverwalter
  • Anwender von digitalen Lösungen zur Optimierung von Geschäftsabläufen in der Baubranche
  • Distributoren sowie Multiplikatoren und Institutionen
  • Fachleute und Interessenten zum Thema nachhaltiges und digitales Bauen

 Teilnahmebedingungen:

  • Die Teilnahme ist kostenlos

Ansprechpartnerin:
Heike Müller
Tel. Office: +49 351 862 64 3-12
E-Mail:
heike.mueller@dreberis.com

Digitale Schnittstelle für den 3D-Druck mit Beton

Die Herstellung von Betonobjekten im 3D-Druckverfahren erfordert eine spezielle Software zur Steuerung des Druckroboters. Die Berner Fachhochschule (BFH) entwickelt einen solchen Slicer im Rahmen einer Zusammenarbeit mit der Firma Creabeton Matériaux.

Die Projektleiter Hang-Pin Thi von Creabeton Matériaux und Manuel Aeschbacher vom Institut für Drucktechnologie der BFH.
Die Projektleiter Hang-Pin Thi von Creabeton Matériaux und Manuel Aeschbacher vom Institut für Drucktechnologie der BFH.

Seit einigen Jahren lassen sich mit neuartigen Druckverfahren auch dreidi-mensionale Objekte herstellen. Das Potenzial der «additiven Fertigungsver-fahren» scheint nahezu grenzenlos. Die Technik ermöglicht die Herstellung komplexer Formen aus Kunststoffen, Metallen und weiteren Materialien – und dies in vielen Fällen (insbesondere bei Einzelstücken oder Kleinserien) deutlich schneller als bei traditionellen Produk-tionsmethoden. Bei aller Begeisterung gilt es allerdings auch zu relativieren. Es müssen einige Voraussetzungen erfüllt sein, damit der 3D-Druck als alternatives Fertigungsverfahren infrage kommt. Praktisch jede Branche versucht derzeit, die Potenziale auszuloten: Was ist technisch möglich, welche Bedürfnisse hat der Markt und wie rechnet sich eine Investition in die neue Technologie?

Anspruchsvolles Material Beton

Eine besondere Herausforderung ist das Drucken von dreidimensionalen Objekten aus Beton. Beton hat ganz andere Eigenschaften als andere 3D-Druckmate-rialien wie Kunststoffe oder Metalle: Er muss frisch angerührt und in möglichst flüssigem Zustand verarbeitet werden, soll sich nach dem Austritt aus der Druckerdüse aber rasch verfestigen, um von der darauffolgenden respektive darüber liegenden Betonschicht nicht verformt zu werden. Eine weitere Eigenheit des Betondrucks liegt darin, dass es schwierig ist, den Druckvorgang zu unterbrechen, weil dabei der Beton an der Austrittsöffnung schnell aushärtet und die Düse verstopfen kann. Wegen dieser und weiterer Einschränkungen muss der Betondrucker – ein Industrie-roboter mit Spezialdüse – mit einer Software gesteuert werden, die sich wesentlich von herkömmlichen Slicern für Metall-oder Kunststoffdrucker unterscheidet. Im Auftrag der Firma Crea-beton Matériaux entwickelt das Institut für Drucktechnologie der BFH derzeit eine betonspezifische Slicer-Software.

Der Formenfreiheit mit dem 3D-Betondruck sind kaum Grenzen gesetzt.
Der Formenfreiheit mit dem 3D-Betondruck sind kaum Grenzen gesetzt.

Rechenaufgabe im virtuellen Raum

Die Aufgabe des Slicers besteht darin, aus dem digitalen Modell des zu drucken-den Objekts die Fahrbefehle für den Roboter sowie andere Steuersignale zu generieren. Dazu muss zuerst das Modell virtuell in Scheiben geschnitten werden (engl. to slice). Jede Ebene besteht aus einzelnen Punkten, die Polygone (Vielecke) bilden, wenn sie miteinander in der richtigen Abfolge verbunden werden. Jedes Polygon entspricht dabei einer geschlossenen Fahrspur des Roboters. Je mehr Polygone eine Ebene aufweist, desto breiter wird die Druckfläche, also beispielsweise die Wand eines Behälters. Sind alle Polygone einer Ebene abgefah-ren, wechselt der Roboter zur nächsthö-heren. Dabei muss der Slicer verschiede-ne Parameter berücksichtigen, darunter die Eigenschaften und die Verfügbarkeit des Betons, die Geometrie des Objekts und unter Umständen sogar die Umge-bungsbedingungen (Temperatur, Luft-feuchtigkeit).

Testen und optimieren

Der von der BFH entwickelte Slicer ist also die digitale Schnittstelle zwischen dem 3D-Modell und dem Druckroboter. Mit den CAD-Daten des Modells und unter Berücksichtigung der Material-eigenschaften und weiterer Parameter plant er die Druckbahn und schickt die Steuerbefehle an den Druckroboter. Ob sich die Software noch weiter verbessern lässt, kann letztlich nur in Drucktests überprüft werden. Sie sind deshalb ein zentrales Element in der Zusammenarbeit zwischen der BFH und Creabeton Matériaux. Mit den Drucktests können die Forschenden der BFH und die Betonspezialisten des Industriepartners gemeinsam beobachten, wie sich kleine Veränderungen am Slicer auf die Druck-qualität auswirken. Der direkte Austausch ermöglicht es, rasch Verbesserungen vorzunehmen und neue Optionen zu implementieren.

Durchgehende digitale Kette

Creabeton Matériaux konnte bereits verschiedene Betonobjekte mit dem 3D-Drucker für Kunden herstellen. Interessant ist das Verfahren vor allem für Einzelstücke oder Kleinstserien, bei denen die aufwendige Herstellung einer Schalung den Stückpreis in die Höhe treiben würde. Beim Betondruck fallen Schalungen weg und es ergibt sich eine grössere Formenfreiheit. Ein grosser Vorteil ist schliesslich die Beschleuni-gung des Produktionsprozesses, der durchgehend digitalisiert abläuft: Die Kunden erstellen vom gewünschten Objekt eine CAD-Datei, aus welcher der Slicer die Steuerbefehle für den Drucker erzeugt. Der eigentliche Druckvorgang läuft ebenfalls automatisch ab. In der ganzen Produktionskette gibt es nur noch wenige analoge Vorgänge – etwa die Herstellung der Betonmischung, eine allfällige manuelle Nachbehandlung des gedruckten Objekts und natürlich dessen Transport an den Bestimmungsort. Von der Bestellung eines Unikats bis zur Auslieferung vergehen im besten Fall nur noch drei Tage.

Die generierten Fahrbefehle vom Slicer lassen sich in der Robotersoftware simulieren.
Die generierten Fahrbefehle vom Slicer lassen sich in der Robotersoftware simulieren.

Profitable Partnerschaft

Für Unternehmen ist es entscheidend, neue Entwicklungen frühzeitig zu erken-nen, Chancen wahrzunehmen und sich mit innovativen Lösungen von der Konkurrenz abzuheben. Dabei sind sie häufig auf das Know-how geeigneter Forschungspartner angewiesen. Dank der Zusammenarbeit mit dem Institut für Drucktechnologie der BFH kann Creabeton Matériaux schnell und flexibel auf veränderte Anforderungen reagieren und das eigene 3D-Druckver-fahren weiterentwickeln. Die BFH ihrer-seits kann im Rahmen der Zusammen-arbeit mit Creabeton Matériaux ihre Agilität im Bereich der angewandten Forschung und Entwicklung einmal mehr unter Beweis stellen. Zudem profitiert sie von den aus dem Projekt gewonnenen Erkenntnissen, die letztlich wieder in die Lehre an der BFH einfliessen. ■

Schlank über die Gleise

Der Negrellisteg überquert das Gleisfeld unmittelbar beim Hauptbahnhof von Zürich. Als Fussgängerpassage verbindet er das neue Quartier Europaallee mit dem Stadtkreis 5. Das Projekt wurde als schlanker Stahlbau ausgeführt.

Einst sollte der Steg eine Röhre werden, welche das Schotterbett der Bahnhofsausfahrt vollkommen berührungslos überspannt. Das Projekt aus einem Architekturwettbewerb erwies sich als zu kostspielig. Jetzt ist der Negrellisteg, benannt nach dem auch in Zürich tätigen Verkehrsplaner Alois Negrelli (1799-1858), zum Himmel offen. Und zwischen den Zügen geben ihm vier grazile, dunkel gestrichene Stützen Halt. Alleine die Lage über dem Bahnbetrieb und den angrenzenden Quartieren verleihen dem Bauwerk ein Kultpotenzial. Die Stahlbauweise machte die leichte, diskrete Konstruktion möglich, welche sich diskret ins heterogene, betriebsame Umfeld einfügt.

Stahlbau vom Feinsten

Alles Grund genug für das Stahlbau Zentrum Schweiz (SZS), direkt am Tatort zu einem «steelinn» einzuladen, einer Anlassreihe, in der die Qualitäten der Stahlbauweise am gebauten Objekt vorgestellt werden. Die ausführende Mitgliedsfirma Officine Ghidoni SA aus Riazzino im Tessin liess sich nicht zweimal bitten; sein zuständiger Ingenieur, Dr. Ing. Uwe Bremen, führte die Teilnehmenden in die Geheimisse und den Entstehungsprozess des Negrellistegs ein. Unterstützt wurde er durch Ingenieur Gianfranco Bronzini. Dieser vertrat die ARGE Negrellisteg, bestehend aus der Conzett Bronzini Partner AG, der Diggelmann + Partner AG und den10:8 Architekten GmbH. Sie konnte 2017 den Studienauftrag von SBB und Stadt Zürich für sich entscheiden. Die Aufgabe bestand darin, nicht mehr wie im Architekturwettbewerb eine Fussgänger- und Velopassage zu entwerfen, sondern bloss einen relativ kostengünstigen Übergang für Fussgänger, mit einer Treppen- und Liftanlage an beiden Enden.

Neue Einblicke über den Gleisen

Der Zeitpunkt für eine Besichtigung war gut gewählt: Die bolzengerade verlaufende, rund 160 Meter lange Brücke mit ihrem symmetrischen Querschnitt ist fertiggestellt, die aus der Längsachse abgerückten Lifttürme bei den Enden des beidseitig weit auskragenden Tragwerks stehen auch schon. Was noch fehlt, sind die Treppenstufen, welche den Steg in einer ausladenden Drehbewegung mit dem Strassenniveau verbinden werden. Das bereits Vollendete bot sich vor dem letzten Schritt zur Fertigstellung in einer Deutlichkeit dar, die später nicht mehr vorzufinden sein wird. Alle drei Elemente der Gesamtanalage sind als Stahlkonstruktionen ausgeführt.
Die beiden Stützenpaare des Stegs tragen eine schlichte Konstruktion aus einem Kastenträger, über dem die Fahrbahn verläuft. Für das sich in Längsrichtung verjüngende Tragwerk kam hochfester Baustahl zum Einsatz, die Treppen sind aus Edelstahl. Das selbe Material verwendete man auch für die seitlichen Geländer, über denen Stahlnetze als Wurf- und Springschutz aufgespannt wurden. Um die versetzt angebrachten Geländersprossen spannt sich im Zickzackverlauf ein dichtes Edelstahlgewebe. Es setzt dem Steg eine Krone auf. Unter einer Holzabdeckung der Geländer werden noch lineare Leuchtkörper angebracht. Sie bestrahlen dereinst bei Dämmerung und Dunkelheit die Brüstungen, den Steg und die Personen, die auf ihm wandeln – alles im Einklang mit den Vorgaben des «Plan Lumière» der Stadt Zürich.
Der Negrellisteg bietet, das hat die Besichtigung gezeigt, völlig neue Eindrücke vom Bahnhofsgebiet und der dahinterliegenden Stadtteile. Seine Architektur schlägt sich mit zahlreichen Referenzen auf die Seite der Eisenbahn und wirkt über den Gleisen keineswegs als Fremdkörper. Er erscheint als natürliche Ergänzung der Bahninfrastruktur, obwohl seine Aufgabe eigentlich darin besteht, diese Infrastruktur zu überqueren. Die Zweideutigkeit macht das Warten auf die Annahme des Stegs durch die Öffentlichkeit umso spannender. Auch die Reaktion auf Schwingungen, die auftreten können, dürften noch für Diskussionen oder Unterhaltung sorgen. Schwingungstilger liessen sich bei Bedarf ergänzen, meinte Ingenieur Bronzini. Er hofft, dass dies nicht nötig wird.

Zum Autor:

Manuel Pestalozzi ist dipl. Arch. ETHZ und Journalist BR SFJ.

http://bau-auslese.ch

Prix Acier 2021

Noch bis am 14. Mai können Planer sowie Stahl-und Metallbauunternehmen ihre Projekte für die diesjährige Verleihung des Prix Acier einreichen. Verliehen wird der Preis anlässlich des Steelday im Oktober.

Der Aussichtsturm des Poissy Galore Observatoire erhielt den Preis im Jahr 2018. Seine «Aussichtshütten» sind nach oben spielerisch gegenei-nander versetzt und räumlich verzerrt. (Foto: Prix Acier/Iwan Baan)
Der Aussichtsturm des Poissy Galore Observatoire erhielt den Preis im Jahr 2018. Seine «Aussichtshütten» sind nach oben spielerisch gegenei-nander versetzt und räumlich verzerrt. (Foto: Prix Acier/Iwan Baan)

2021 wird zum 8. Mal der Schweizer Stahl-und Metallbaupreis Prix Acier vergeben. Berücksichtigt werden nicht nur Stahlbauten, sondern auch Projekte im Bereich Metallbau, sofern Stahl als Baumaterial eingesetzt wird. Die einge-reichten Projekte werden durch eine vom Stahlbau-Zentrum Schweiz einberufene Fachjury beurteilt.

Ausgezeichnet werden Projekte, die exemplarisch für die architektonische Qualität und die Leistungsfähigkeit des Stahl-und Metallbaus sind. Im Vorder-grund stehen der kreative und wirtschaft-liche Umgang mit dem Material Stahl, technische Innovation und konstruktive Virtuosität. Der Prix Acier würdigt dabei explizit die Zusammenarbeit zwischen Bauherrschaft, Architekten, Ingenieurin-nen und Stahlbauunternehmen, die gemeinsam zum Gelingen eines Bau-werks beitragen.

Eine Anerkennung erhielt beim letzten Durchgang (2018) die neue Ankunftshalle des Bahnhofs St. Gallen. (Foto: Prix Acier/Studio Willen GmbH)
Eine Anerkennung erhielt beim letzten Durchgang (2018) die neue Ankunftshalle des Bahnhofs St. Gallen. (Foto: Prix Acier/Studio Willen GmbH)

Wer kann teilnehmen?

Zugelassen sind schweizweit alle Architektur-, Ingenieur-und Planungsbü-ros sowie Stahl-oder Metallbauunterneh-men. Das eingereichte Projekt darf Mitte Mai 2021 nicht älter als vier Jahre oder muss bis spätestens zu diesem Zeitpunkt fertiggestellt sein. Bauten im Inland müssen zwingend von einer Schweizer Stahlbauunternehmung ausgeführt worden sein. Bauten im Ausland werden berücksichtigt, wenn Schweizer Planen-de oder Unternehmen namhaft daran beteiligt sind.

Die Jury setzt sich aus vier Architekten und fünf Ingenieuren zusammen, von welchen drei in Planungsbüros und zwei in Unternehmen tätig sind. Folgende Persönlichkeiten sind in der Jury:

  • Jurypräsidentin: Astrid Staufer, dipl. Arch. ETHZ BSA SIA / Staufer & Hasler Architekten, Frauenfeld / Leiterin Institut Konstrukti-ves Entwerfen Zürcher Hochschule Winterthur ZHAW / Prof. TU Wien
  • Gianfranco Bronzini, dipl. Bauing. FH SIA REG A / Mitinhaber Ingenieurbüro Conzett Bronzini Partner AG, Chur / Tragwerksexperte Studiengang Architektur ZHAW Winterthur / Mitglied Berufsgruppenrat Bauingenieure im SIA / Vorstandsmitglied IABSE Schweiz (International Association for Bridges and Structural Engineering)
  • Sébastien Emery, dipl. Ing. HES / Leiter der Abteilung Stahlkonstruktionen der Stephan SA in Freiburg / Mitglied der Antenne Romande des SZS
  • Gabriele Guscetti, dipl. Ing. EPFL SIA, FAS / Gründer und Partner des Bauingenieurbüros Ingeni SA, Genf, Lausanne, Freiburg, Zürich
  • Simon Hartmann, dipl. Arch. ETHZ BSA / HHF architekten ETH SIA BSA, Basel / Prof. KIT Karlsruhe
  • Aldo Nolli, dipl. Arch. ETHZ SIA BSA / Durisch + Nolli Architetti Sagl, Massagno
  • Jaqueline Pauli, Dr. sc. ETHZ Bauing. SIA / Partnerin und Mitglied der Geschäftsleitung ZPF Ingenieure, Basel, Zürich / Leiterin CAS Stahl Digital HSLU Luzern / Dozentin für Baustoffe am Department Architektur ETH Zürich /Mitglied SZS Technische Kommission / Vorstandsmitglied SIA-Fachgruppe Brückenbau und Hochbau fbhs
  • Judit Solt, dipl. Arch. ETHZ SIA / Fachjournalistin BR / Chefredaktorin TEC21, Zürich
  • Bernhard von Mühlenen, dipl. Bauing. HTL eMBA / Abteilungsleiter Stahlbau Senn AG, Oftringen / Vorstandsmitglied SZS ■
Die Birsbrücke erhielt im Jahr 2014 den Prix Acier für ihre Einbindung in die Landschaft und die äusserst schlanke Konstruktion. (Foto: Prix Acier/ Roman Keller).
Die Birsbrücke erhielt im Jahr 2014 den Prix Acier für ihre Einbindung in die Landschaft und die äusserst schlanke Konstruktion. (Foto: Prix Acier/ Roman Keller).

Buchtipp: Backsteinstadt Zürich

Das erste Grundlagenwerk über die Entwicklungsgeschichte des Sichtbacksteins in Zürich

Das Bauen in Sichtbackstein erlebte im späten 19. Jahrhundert eine entscheidende Wiederbelebung. Als die industrielle Herstellung der Ziegel auf den Bauboom der Gründerzeit traf, konnte sich diese Bautechnik breitflächig durchsetzen. Die farbenfrohen, mit Backsteinen verblendeten Fassaden der Jahrhundertwende prägen noch heute unsere gebaute Umwelt und gehören im deutschsprachigen Raum zum Bild jeder grösseren Stadt.

Mit seinen rund eintausend historischen Sichtbackstein-Bauten ist Zürich die wohl am besten erhaltene «Backsteinstadt» dieser Epoche. Da die Metropole an der Limmat von den Zerstörungen der Weltkriege weitgehend verschont blieb, zeugen ganze Quartiere von den gestalterischen und konstruktiven Strömungen des Fin de Siècle und machen Zürich zu einem hervorragenden Fallbeispiel für die Entwicklung der sogenannten Verblendtechnik.

Aus einem Forschungsprojekt entstanden

Dieses Buch entspringt einem Forschungsprojekt des Instituts für Denkmalpflege und Bauforschung der ETH Zürich. Ausgehend von Archivrecherchen und einer Spurensuche am erhaltenen Baubestand wird der mit der Landesausstellung 1883 einsetzende Sichtbackstein-Boom erstmals in seinen zeitlichen, räumlichen und bautechnischen Dimensionen detailliert nachgezeichnet. Reich illustriert mit historischen und neuen Fotografien, Detailaufnahmen und Diagrammen ist das Buch ein Grundlagenwerk zur Entwicklungsgeschichte des Sichtbacksteins in Zürich. Reizvoll ergänzt wird das Forschungsmaterial durch bislang kaum veröffentlichte Aufnahmen des Zürcher Fotografen und «Häuser-Sammlers» Friedrich Ruef-Hirt (1873– 1927) aus den Beständen des Baugeschichtlichen Archivs der Stadt Zürich. Die ursprünglich für den Januar geplante Ausstellung zum Sichtbackstein-Boom zwischen 1883 und 1914 im Haus zum Rech wird verschoben.

Die Autoren:

Wilko Potgeter ist Architekt und wissenschaftlicher Mitarbeiter sowie Doktorand an der Professur für Bauforschung und Konstruktionsgeschichte des Instituts für Denkmalpflege und Bauforschung der ETH Zürich.

Stefan M. Holzer ist Bauingenieur und lehrt seit 2016 als Professor für Bauforschung und Konstruktionsgeschichte am Institut für Denkmalpflege und Bauforschung der ETH Zürich.

1. Auflage, 2021
Gebunden
208 Seiten, 186 farbige und 26 sw Abbildungen
17 x 24 cm
ISBN 978-3-03860-231-6

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