Neue Betonturm-Bauweise für Windräder
16.07.2015 — Online-Redaktion Verlag Dashöfer. Quelle: Technische Universität Wien.
Die hohlen Beton-Doppelwandelemente werden mit Hilfe eines Krans exakt aufeinander gestapelt und dann vor Ort mit Beton ausgegossen.
Windkraftwerke liegen im Trend – doch was ist die beste Methode, sie zu errichten? Das Team rund um Prof. Johann Kollegger am Institut für Tragkonstruktionen der TU Wien hat eine neue Turmbau-Technik entwickelt, die wichtige Vorteile bisheriger Methoden vereint. Große Doppelwandelemente werden zunächst am Boden aneinandergefügt, dann aufeinandergehoben und schließlich mit Beton ausgegossen. Am Versuchsgelände bei der Firma Oberndorfer in Gars am Kamp wurde die neue Methode nun erfolgreich getestet. Die Errichtung von Windkraftanlagen soll damit schneller und wirtschaftlicher werden.
„Meist werden beim Bau von Windkraftanlagen große Betonfertigteile an die Baustelle geliefert, zu einem Turm zusammengesetzt und dann aneinander fixiert“, erklärt Prof. Johann Kollegger. „Das geht zwar recht schnell, doch die Kosten für den Sondertransport großer Fertigteile können oft sehr hoch sein, und auch bei dem Ermüdungswiderstand kann es Probleme geben, weil die Betonteile bloß durch Stahlspannglieder zusammengehalten werden.“
Eine Doppelwandstruktur, mit Beton ausgegossen
In den letzten Jahren hat das Team von Prof. Kollegger wiederholt mit neuen kreativen Betonbau-Ideen für Aufsehen gesorgt – etwa mit einer klappbaren Brücke oder auch mit einer Betonkuppel, die durch Aufblasen eines unter dem Beton liegenden Luftpolsters in Form gebracht wird. Nun konnte eine neue Betonturm-Bauweise entwickelt und erfolgreich getestet werden.
Statt der schweren, soliden Betonsegmente werden bloß hohle, rechteckige Doppelwandelemente an die Baustelle transportiert. Diese Doppelwandelemente werden aufgestellt und im Kreis aneinandergefügt, sodass sie ein ringförmiges Segment mit einer Außen- und einer Innenwand ergeben. „Die Segmente werden anschließend aufeinandergestellt, solange sie zwischen den beiden Wänden noch hohl sind“, erklärt Johann Kollegger. „Erst dann wird der Innenraum durchgängig mit Beton ausgegossen.“ Ein monolithischer Betonblock entsteht, dadurch werden die Segmente auf äußerst stabile Weise miteinander verbunden.
Die ringförmigen Segmente mit einer Außen- und einer Innenwand vor dem Aufbau. Fotos: TU Wien
Beim Design der doppelwandigen Segmente ist man flexibel. „Wir haben die einzelnen Elemente zu einem regelmäßigen Neuneck zusammengefügt“, sagt Ilja Fischer (TU Wien). „Entscheidend ist es, die Segmente so zu planen, dass sie während des Baus möglichst stabil bleiben. Wenn sie erst mal mit Beton ausgegossen sind, ist die Stabilität ohnehin kein Problem mehr.“ Auch die Dichtheit der Segmente während des Betonierens ist wichtig. Sobald die Segmente mit dem Kran aufeinandergehoben wurden und genau richtig ausgerichtet sind, muss man noch die Fugen abdichten, damit der Beton nicht ausfließen kann.
Erfolgreicher Test
Nach umfangreichen Berechnungen und Vorarbeiten konnte die neue Technik am 15. Juli in Gars am Kamp erstmals in der Praxis getestet werden: Sechs Segmente mit bis zu 6m Höhe und 19 Tonnen Gewicht wurden erfolgreich zusammengebaut, aufeinandergehoben und mit Beton ausgegossen. Unterstützt wurde das Projekt durch die Prototypenförderung des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft. „Die neue Baumethode ist einfach und schnell, die Doppelwandelemente sind problemlos zu transportieren. Nach all unseren bisherigen Erfahrungen ist zu erwarten, dass unsere neue Methode wirtschaftlich ist und sich gegenüber den bisherigen Bauweisen etablieren kann“, ist Johann Kollegger zuversichtlich. „Wir denken, dass unser patentiertes Verfahren besonders für sehr hohe Windkraftanlagen Vorteile bietet.“
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