Digi-HBV entwickelt ein wiederverwendbares, materialeffizientes Deckensystem, das ökologische Wirkung mit industrieller Umsetzbarkeit verbindet. Kern sind formschlüssige, CNC-gefräste Holzdübel für die Holz–Beton-Verbindung, lösbare Fugen zur Sicherung der Scheibenwirkung und ein generativer, lebenszyklusanalyse-gekoppelter File-to-factory-Workflow. Vollmaßstäbliche Tests prüfen Tragfähigkeit, Dauerhaftigkeit und Demontage. Das Ergebnis sind mindestens 50% geringere Emissionen in der Herstellung, deutlich kürzere Bauzeiten und ein skalierbares Produkt für klimaneutrales, kreislauffähiges Bauen.

Ausgangssituation/Motivation

Beton ist ein zentraler Hebel der Dekarbonisierung, da die Zementproduktion rund 8% der globalen CO₂-Emissionen verursacht. In Mehrgeschoßbauten entfallen 40 bis 60% des Betonvolumens auf Decken, wobei Flachdecken Beton im Zugbereich ineffizient nutzen. HBV-Decken adressieren diese Schwäche, indem Holz den Zuggurt übernimmt. Digi-HBV verbindet zirkuläres Design nach Rethink und Reduce mit digitaler Planung und Vorfertigung: modulare Elemente mit lösbaren Verbindungen ermöglichen Wiederverwendung, kurze Bauzeiten und minimalen Feuchteeintrag, während Beton konsequent nur im Druckgurt eingesetzt wird und Holzplatten die Zug- und Rippenfunktion übernehmen. 

Inhalte und Zielsetzungen

Ziel ist die Halbierung der herstellungsbedingten Umweltbelastung gegenüber STB-Flachdecken (Ökoindex 3) sowie die Kreislauffähigkeit durch demontierbare Verbindungen. Untersucht werden die Ökobilanzvorteile des generativen Designs im Vergleich zu STB und konventioneller HBV, die Trag- und Dauerhaftigkeit formschlüssiger, CNC-gefräster Holzdübel zur Holz–Beton-Kopplung, die Gewährleistung der Scheibenwirkung über lösbare Fugen sowie das Langzeitverhalten unter realen Klimabedingungen mit Fokus auf mechano-sorptives Kriechen. Kern ist ein durchgängiger File-to-factory-Workflow mit integrierter Statik und LZA, automatisierten Fertigungsdaten, neuartigen Verbindungsdetails und der Validierung an vier großformatigen Demonstratoren. 

Methodische Vorgehensweise

Der Fachbereich Stahlbeton- und Massivbau konzipiert das HBV-Deckenelement, integriert Lebenszyklusdaten und überführt diese in einen durchgängigen File-to-factory-Workflow, während konstruktive Verbindungsdetails experimentell entwickelt und abgesichert werden. Der Fachbereich Struktursimulation und Ingenieurholzbau entwickelt ein numerisches Modell zur Prognose der Langzeitverformungen, kalibriert es mit Verbindungs- und Bauteilversuchen, integriert holzbauspezifische Nachweise in den digitalen Workflow und simuliert großformatige Tests. DataB programmiert den gemeinsamen digitalen Produktionsprozess, fertigt die CNC-gefrästen Holzbauteile für Kleinversuche und Demonstratoren und bringt praxisnahe Anforderungen für Vorfertigung, Montage und Wiederverwendung ein. Die Validierung erfolgt über großformatige Laborversuche mit Benchmarking, um die Zielgröße einer Emissionsreduktion von mindestens 50% in der Herstellung belastbar zu erreichen 

Erwartete Ergebnisse

Erwartet werden der ökologische Nachweis von mindestens 50% geringeren Herstellungs-Emissionen im Vergleich zu konventionellen Systemen, die technische Validierung einer metall- und klebstofffreien Schubverbindung sowie der Scheibenwirkung über lösbare Fugen und eine robuste, skalierbare Vorfertigung samt effizienter Montage. Im digitalen Bereich wird ein integriertes Design-to-Production mit verkürzten Planungszeiten, reduzierter Fehlerquote und hoher Variantenflexibilität etabliert. Zudem entsteht ein kalibriertes Langzeitmodell, das Feuchte- und Kriechverhalten, Oberflächenschutz und relevante Fertigungsparameter zuverlässig prognostiziert.

Dr. Tobias Huber

• TU Wien – Institut für Tragkonstruktionen, Forschungsbereich Stahlbeton- und Massivbau (Konsortialführung)
• TU Wien – Institut für Mechanik der Werkstoffe und Strukturen, Forschungsbereich Struktursimulation und Ingenieurholzbau
• DataB GmbH

Dr. Tobias Huber
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