Forestil dig et firkantet, fladt betonelement. Forstil dig nu, at du kan se strukturen i elementet. At du kan se præcis dér, hvor kræfterne bliver fordelt rundt i det massive betonelement. Den struktur, er det eneste i betonelementet, der er nødvendig i forhold til belastningsevnen.

Denne metode, kaldes topologioptimering. På Betonlaboratoriet på Teknologisk Institut kan man nu realisere flere spændende arkitektoniske muligheder med udformning af betonkonstruktioner – og det giver nogle unikke og spændende løsninger til nutidens og fremtidens byggeri.

Unikt byggeri sparer på materialerne
Teamleder, Thomas Juul Andersen og konsulent Johannes Rauff Greisen, begge fra Beton på Teknologisk Institut, har arbejdet intensivt med beton i flere år, og de nye muligheder tager afsæt i et allerede afsluttet projekt kaldet Unikabeton fra 2009 og forskningsnetværket ’Digital Crafting’ fra 2010, hvor et hold af internationale forskere bidrog med at udnytte de nye arkitektoniske muligheder.

Begge er de meget begejstrede for de mange muligheder der er med unikt formet beton og komplekse geometrier, som kan realiseres med robotfabrikerede støbeforme og solid viden om betonblanding og støbeteknik. Disse nye teknologier blev brugt i forlængelse af en ny måde at designe på, hvor designeren overlader det meste til et computerprogram.

”Normalt når man designer, så sætter man sig ned og tegner og bruger sin erfaring som afsæt for, hvordan designet skal se ud. Designstrategien ved eksempelvis topologioptimering tager afsæt i digitale værktøjer, som igennem en såkaldt iterativ proces udvikler formgivningen – faktisk efter samme vækstprincipper som naturen benytter. Dette kombineres så med erfaringen og andre hensyn end de konstruktive. Det er en inspirerende vekselvirkning mellem ”det naturlige” og det menneskeskabte ” siger Johannes Rauff Greisen.

Ved at topologioptimere sparer man på vægten i en konstruktion ved at lave huller i konstruktionen. Dermed bliver konstruktionen lettere, men uden at gå på kompromis med belastningsevnen.
Når man arbejder med et tungt materiale som beton kan netop det at skære det overflødige væk give god mening.

”En del af den beton der er i en konstruktion bærer egen betonvægt – og derfor er der ganske enkelt tale om, at vi kan fjerne den beton, der ikke er brug for og dermed gøre konstruktionen væsentlig lettere ” forklarer Johannes Rauff Greisen.

Praktiske fordele
I Beton på Teknologisk Institut, er det en robot, som laver støbeformene til de unikke betonelementer. Robotten kan samtidig lave en særlig overflade, som er en form for et relief, hvilket giver endnu en fordel til betonkonstruktionen.

”En normal betonkonstruktion har en flad overflade, hvilket kan give problemer med eksempelvis akustikken. Vi kender det blandt andet fra skoler, hvor der kan være virkelig dårlig lyd i lokalerne. Reliefferne fjerner den flade overflade og der åbner sig derfor en række muligheder for at arbejde med akustisk regulerende overflader, der kan forbedre akustikken i et lokale. Så udover at man får en dekorativ overflade, så får man altså også en bedre lyd i lokalet” understreger Thomas Juul Andersen.
Teknologien og de anderledes betonkonstruktioner er endnu ikke så udbredt, men både Thomas og Johannes er enige om, at det kun er et spørgsmål om tid, og om at rådgiverne og bygherrerne får øjnene op for de muligheder teknologien giver.

”Teknologien kan principielt anvendes til at skabe arkitektonisk kvalitet i ethvert byggeri, hvor man søger nye udtryk gennem betonens geometri og overflade og desuden vil forbedre akustikken, når konstruktionen er eksponeret indendørs. Udendørs forestiller jeg mig, at man kunne lave skulpturer fx på en festival eller endda klatrestativer på en legeplads – En slags ’beton-træer’, hvor relieffet forbedrer skridsikkerheden – mulighederne er mange” siger Johannes Rauff Greisen og Thomas Juul Andersen afslutter.

”Vi gør hvad vi kan for at få løsningen ud i nogle konkrete byggeprojekter. I første omgang i forbindelse med udviklingsprojektet Unikabeton, men også i endnu større skala i et nuværende europæisk projekt som hedder TailorCrete, hvor vi sammen med de andre deltagere har fokus på at forbedre økonomien i løsningerne blandt andet ved at udvikle nye industrielle metoder til at fremstille konstruktionerne.”


Læs mere om UnikaBeton

Læs mere om TailorCrete

Vil du vide mere?
Kontakt Thomas Juul Andersen – tja@teknologisk.dk tlf.: 72 20 21 57
Kontakt Johannes Rauff Greisen – jrg@teknologisk.dk tlf.: 72 20 22 71