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Fotograf: Tom Veeger
Fotograf: Tom Veeger

Interview mit Tragwerksexperte Prof. Dr.-Ing. Patrick Teuffel

Im Rahmen eines 4TU-Forschungsprojektes erbaute Professor Patrick Teuffel gemeinsam mit seinen Projektkollegen im Sommer 2016 die erste biobasierte Fußgängerbrücke der Welt. Das Besondere dieser Brücke in Eindhoven stellen die lokal verfügbaren Materialien, wie Flachs- oder Hanffasern und Harze dar, die für den Bau der Verbundbrücke verwendet wurden. Über das Forschungsprojekt und die Erkenntnisse, die die Evaluation der gemessenen Daten bringen soll, berichtet Patrick Teuffel im Interview.

Redaktion Konstruktiver Ingenieurbau: Herr Professor Teuffel, Sie lehren an der Technischen Universität Eindhoven „Innovative Structural Design“ an der Fakultät „Built Environment“ und haben gemeinsam mit Kollegen und Studierenden vor kurzem eine biobasierte Fußgängerbrücke in Eindhoven eröffnet.  Aus welchen Materialien besteht die Verbundbrücke?

Prof. Patrick Teuffel: Für diese Brücke wurden verschiedene Kombinationen von bio-basierten Harzen und Fasern untersucht und evaluiert. Die Auswahl der Fasern wurde jedoch auf Flachs und Hanf eingegrenzt, um so lokal produzierte und lokal (kommerziell) verfügbare Fasern zu verwenden. Flachs und Hanf werden in den Niederlanden angebaut und geerntet. Bei der Auswahl des Harzes wurde basierend auf verschiedenen Kriterien, wie bio-basierter Gehalt, kommerzielle Verfügbarkeit oder der maximalen exothermen Aushärtungstemperatur, Sicomin Greenpoxy als Harz ausgewählt. Darüber hinaus besteht der interne Kern der Brücke aus bio-basiertem PLA-Schaumstoff, der aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt wird und kompostierbar ist.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Wann und wie ist die Verbundbrücke im Sommer 2016 entstanden?

Prof. Patrick Teuffel: Das Projekt wurde im Rahmen des 4TU.Bouw „Lighthouse Projects“ Forschungsprogramms gefördert (https://www.4tu.nl/bouw/en/LHP2016/). Bei der Organisation 4TU handelt es sich um einen Zusammenschluss der vier technischen Universitäten in den Niederlanden (d. h. Eindhoven, Delft, Twente und Wageningen), die in diesem Zusammenhang imaginäre Forschungsprojekte unterstützt, die einen Zusammenhang mit der nationalen Wissenschaftsagenda der Niederlande haben. Der „imaginäre“ Charakter des Forschungsprogramms sowie die konkrete Forderung von greifbaren Ergebnissen (z. B. Prototypen) unterscheiden die Lighthouse Projects von anderen Förderprogrammen. Die relativ kurze Projektlaufzeit von einem Jahr zielt auf "fast-track" und "high-risk" Ideen und Konzepte.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: In der Brücke angebrachten Sensoren messen über ein Jahr hinweg das Verhalten der verbauten Materialien. Welche Erkenntnisse erhoffen Sie sich im Laufe des nächsten Jahres zu erhalten?

Prof. Patrick Teuffel: Da für das verwendete Material keine Erkenntnisse bezüglich des Langzeitverhaltens vorliegen, wurden während des Produktionsprozesses insgesamt 28 optische Fibre-Bragg Sensoren in die Brückenstruktur integriert, um über die nächsten Monate und Jahre das Langzeitverhalten der Brücke zu beobachten. Zusammen mit weiteren Laboruntersuchungen ist es das Ziel, den Einfluss von Temperatur, Feuchtigkeit, UV-Strahlung und Langzeitbelastungen auf die Festigkeit und Steifigkeit des Verbundwerkstoffes besser zu verstehen und gegebenenfalls durch andere Materialkombinationen zu verbessern.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Sie haben die Idee einer biobasierten Brücke im Rahmen eines Forschungsprojektes gemeinsam mit Kollegen der  Technischen Universität Eindhoven und der Technischen Universität Delft geplant und gebaut. Wie kam es zu dieser Zusammenarbeit?

Prof. Patrick Teuffel: Wie schon oben beschrieben entstand das Projekt im Rahmen der 4TU.Bouw Forschungsförderung, die experimentelle Arbeiten unterstützt. Ein wichtiges Ziel dieses Programmes ist auch die intensive Zusammenarbeit der einzelnen 4TU Partner und so kam es bei diesem Projekt zu einer Zusammenarbeit mit der TU Delft. Neben Delft gab es aber noch weitere wichtige Partner, wie das Centre of Expertise Bio-Based Economy sowie die Avans University of Applied Sciences in Breda. Für die Produktion und Realisation der Brücke war die Firma NPSP unser Industriepartner.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Besteht Ihrer Ansicht nach eine reelle Chance, dass eine solche biobasierte Brücke auch außerhalb von Forschungsprojekten entstehen kann? 

Prof. Patrick Teuffel: Ja, sicherlich. Direkt nach der Eröffnung der Brücke durch die Stadträtin im Oktober 2016 wurde von ihr verkündigt, dass die Stadt Eindhoven für ein neues Entwicklungsgebiet eine neue Fußgängerbrücke benötigt und dass diese auch aus bio-basierten Werkstoffen bestehen soll. Momentan sind wir damit beschäftigt, mit der Stadt ein Konzept dafür zu entwickeln. Die Spannweite der neuen Brücke soll in derselben Größenordnung wie die schon realisierte sein, die größte Herausforderung hierbei ist sicher die Garantie einer langen Lebensdauer.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Für Ihre Studierenden ist eine solche Projektbeteiligung doch sicherlich ein Highlight. Was können Ihre Studenten durch die Beteiligung an solchen Projekten mitnehmen?

Prof. Patrick Teuffel: Ich denke, es sind verschiedene Aspekte, die solch ein Projekt zu etwas Besonderem für Studierende machen: Zum einen ist das Ergebnis nicht auf eine Zeichnung, ein Computermodell oder bestenfalls ein Maßstabsmodell beschränkt, sondern es ist ein wirkliches Bauprojekt im Maßstab 1:1. Weiterhin spielt auch der Aspekt der Zusammenarbeit in einem Team mit unterschiedlichen Disziplinen eine große Rolle und das ist auch das, was die Studierenden in ihrem späteren Berufsleben erwarten wird.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Wie geht es mit Ihrem Forschungsprojekt nun weiter? Wird es weitere Forschungsprojekte in dieser Art geben, die die Erkenntnisse vertiefen?

Prof. Patrick Teuffel: Wir sind momentan dabei, verschiedene neue Forschungsprojekte zu beantragen, in denen unterschiedlichste Themen bearbeitet werden sollen. Aufgrund der Neuartigkeit des Materials sind natürlich insbesondere Untersuchungen zu den Materialeigenschaften, wie beispielsweise der Festigkeit oder der Steifigkeit von großer Bedeutung. Hierbei spielen wiederum viele Parameter eine große Rolle:  Beispiele hierfür sind u. a. verschiedene Kombinationen von Fasern und Harzen, die Orientierung der Fasern, die Dauer der Belastung oder auch der Einfluss von Feuchtigkeit, UV-Strahlung oder Temperatur. Die Forschungsteams können hierbei aus regionalen, nationalen oder internationalen Mitgliedern bestehen.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Sie haben die biobasierte Brücke auf einem Symposium präsentiert und sie auch beim Glow Festival in Eindhoven gezeigt. Wie war denn die Resonanz auf Ihre Arbeit?

Prof. Patrick Teuffel: Sowohl bei dem Eröffnungssymposium als auch bei dem Glow Festival in Eindhoven haben wir ein rundum positives Feedback erhalten. Dies betrifft zum einen die Resonanz von akademischen Kollegen, aber ebenso die Rückmeldungen aus der Industrie, der Politik oder interessierten Laien und das ist für unser Team natürlich eine große Motivation, an dem Thema weiter zu arbeiten.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Mit Ihrem Ingenieurbüro „Teuffel Engineering Consultant“ entwickeln Sie für Ihre Kunden optimierte Lösungen für Tragwerkssysteme. Welchem Credo folgen Sie bei Ihrer Arbeit?

Prof. Patrick Teuffel: Auch in unserem Büro versuchen wir, innovative Lösungen für verschiedenste Aufgaben im Bauwesen zu entwickeln und zu finden. Natürlich gibt es hier „strengere Spielregeln“ als bei einem experimentellen Projekt an der Universität, insbesondere Haftungsaspekte, aber trotzdem möchten wir auch hier neuartige Lösungen für Tragwerke entwickeln, u. a auch mit nicht konventionellen Materialien, wie Textil oder Glas. Vielleicht können wir in naher Zukunft auch hier schon mit bio-basierten Werkstoffen arbeiten und neue, innovative Konzepte für eine nachhaltige Architektur entwickeln.

Redaktion Betrifft Konstruktiver Ingenieurbau: Mit Ihrem Ingenieurbüro sind Sie Mitglied im QualitätsVerbund „Planer am Bau“. Welchen Mehrwert sehen Sie für sich in der Mitgliedschaft? 

Prof. Patrick Teuffel: Durch die Mitgliedschaft im QualitätsVerbund fordern wir von uns selbst einen stetigen qualitätsorientierten Umgang mit allen Prozessen im und außerhalb des Büros, seien diese nun projekt- oder unternehmensbasiert. Die Zufriedenheit unserer Kunden einerseits sowie eine erfolgreiche Unternehmensstruktur sind damit gleichermaßen Handlungsziel unserer täglichen Arbeit. Zudem bietet die Zertifizierung auch einen Wettbewerbsvorteil, da viele Auftraggeber diese sichtbare Selbstverpflichtung zu schätzen wissen.

Vielen Dank für das Interview!

 


Kurzprofil des Tragwerksexperten Prof. Dr.-Ing. Patrick Teuffel 

Seit 2012: Professor (Innovative Structural Design) an der TU Eindhoven/ Niederlande

2008-2013: Professor (Architectural Engineering) an der TU Delft/ Niederlande

2006-2008: Senior Lecturer (Architectural Engineering) an der Universität in Leeds/Großbritannien 

2004: Promotion zum Dr.-Ing. an der Universität Stuttgart 

2003: Gründung von TEUFFEL ENGINEERING CONSULTANTS in Stuttgart und Berlin (seit 2013)

1999-2003: Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Leichtbau Entwerfen und Konstruieren (Universität Stuttgart) 

1997-1999: Tragwerksplaner Arup in London 

1991-1996: Studium des Bauingenieurwesens an der Universität Stuttgart

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