Beton har et kæmpe uforløst potentiale - Tekstversion

Artikel af cand. arch. Thomas Juul Andersen, Teknologisk Institut, Beton.
Bragt i: Byggeri Nr. 5, 14. juni 2006.

Pantheon i Rom. Der er et fantastisk skyggespil i hver enkelt kassette.

Pantheon i Rom. Et af historiens tidligste arkitek­turværker med konstruktioner i beton. Betragtes den enorme kuppel indefra, opleves et sublimt sammenspil mellem helhed og detalje i forhold til materialets egenskaber. Det ses især i kuplens kassettestruktur, hvor der tegnes et fantastisk skyg­ge­spil i hver enkel kassette, og hvis størrelse mindskes jo tættere på kuplens afsluttende hul øverst oppe. Pantheon er et glimrende eksempel på, hvordan en tidsperiodes håndværksbaserede tekniske formåen har gjort det muligt, at præstere en så storslået arkitektur.

Af ukendte årsager blev betonen i tiden efter romerriget glemt og først igen for alvor spillet på banen 1700 år efter Pantheons opførelse. Det var især opfindelsen af jernbeton, der atter gjorde materialet interessant.

Med industrialiseringens indtog i starten af det 20. århundrede kom der for alvor fart over betonproduktionen. Produktionen kulminerede med opførelsen af de store bolig­blokke i 1960'erne, som afslørede industrialiseringens fordele, men også ulemper.  Produk­tions­apparatet levnede ikke plads til individualiteten i byggeriet; alt var serieproduktioner af standarder, hvilket resulterede i en stram og repeterende arkitektur.

Udviklingen er gået i stå
I dag, over 50 år siden industrialiseringen for alvor tog fat, kunne det forventes, at betonindustriens industrielle produktionsapparat - i takt med den stigende interesse for det unikke - havde udviklet sig, så det også kunne håndtere individuelle produktioner.

Sådan forholder det sig imidlertid ikke. Ja faktisk synes udviklingen at være gået i stå siden maskinalderens tid. Stadig er byggeriet præget af standarder og systemer, og når opgaverne falder uden for disse normer, tages gamle håndværks­baserede metoder i brug. Det betyder længere og væsentlig dyrere produktionstid samt en til tider forenkling af designet med en arkitektonisk forringelse til følge.

En meget dyr og tidskrævende delproces i produktionen af individuelle opgaver er tilvirkningen af støbeforme, som i visse tilfælde kan beløbe sig op til 75 % af salgsprisen for betonkonstruktionen.

Der er ingen tvivl om, at beton indeholder et kæmpe uforløst potentiale. Materialet er plastisk og kan formes på alle tænkelige måder. Endvidere har udviklingen af SCC beton givet yderligere muligheder for formgivning på grund af SCC betonens gode flydeegenskaber samt vibreringsfriheden, hvilket mindsker kravene til formene. Herudover er der en stigende interesse for materialet, og der savnes nye og innovative tiltag fra betonindustrien, der kan anvise helt nye muligheder for indivi­duelle og industrielt fremstillede betonkonstruktioner.

Polystyren kan være en mulighed som formmateriale.

Betoncentret i gang med to projekter
Betoncentret på Teknologisk Institut har sat sig for at tage udfordringen op med at udvikle betonens store potentiale. Dette sker blandt andet via to projekter, der undersøger betonens overflade og form­barhed ud fra en æstetisk og teknisk synsvinkel.

Det ene projekt, bl.a. støttet af Realdania, handler om betonens synlige overflade og er blevet til i et samarbejde med arkitekter, entreprenører og producenter. Målet med projektet er, at udvikle og syn­lig­gøre mulighederne for betons anvendelse som æstetisk kvalitetsmateriale i den danske bygge­branche, og herved fremme et varieret kvalitetsbyggeri. Projektet er delt op i tre niveauer; fra det overordnede arkitektoniske design, over design af bygningsdele samt til design af betonoverfladen på mikroskopisk niveau. Projektet sætter især fokus på betonens evne til at patinere i forhold til dens overfladestruktur.

Resultater til projektet opnås på forskellig vis. Blandt andet laves forsøg med et apparatur, udviklet på Aalborg Portland, som kan udsætte forskellige betonoverflader for intense vejrpåvirkninger, hvilket svarer til mange års vejrpåvirkning af en bygningsfacade. Andre forsøg, udført på Tekno­logisk Institut, Beton modificerer betonens overfladestruktur ad kemisk vej ved brug af et over­flade­behandlingsmiddel, der skal være med til at styre patineringen på en betonfacade.

Der er planlagt oprettelse af en webportal, som blandt andet kommer til at indeholde et idékatalog og en værktøjskasse, der skal indeholde oplysninger og vejledninger om, hvordan en ønsket betonoverflade og dens patinering kan opnås. Webportalen skal fungere som inspiration for alle byggeriets parter lige fra bygherre til betonproducent og kan findes på webadressen www.synligbeton.dk.

Industriel proces - individuel konstruktion
Det andet projekt tager fat i selve produktionsapparatet i beton­industrien. Her er målet at udvikle en teknologi, der kan være med til at industrialisere processerne ved fremstilling af individuelle beton­konstruktioner. Her har Teknologisk Institut, Beton sammen med andre af byggeriets parter startet et tvær­fagligt samarbejde med blandt andet Syddansk Uni­versitet og robotindustrien. Det er hensigten, at lave forsøg med robotter, som skal tilvirke støbeforme til beton, både til elementproduktionen og til pladsstøbte konstruktioner.

Projektet tager udgangspunkt i den planlagte indførelse af Det Digitale Byggeri, der giver mulighed for digitalt at indarbejde byggekomponenter tidligt i et byggeprojekt. Producenterne kan sende netop deres bygningsdel til arkitekten i digital form, hvorved bygningen inden byggeopstarten eksisterer i en præcis og gennemarbejdet digital 3d version. Men der ligger et endnu større poten­tiale i Det Digitale Byggeri; en omvendt situation, hvor arkitekten sender unikke bygningsdele til producenten, der med sit nyindustrialiserede produktionsapparat kan fremstille unikke bygningsdele til stort set samme pris og tid som stan­dardkomponenter. Her ligger udfordringerne, men også de vidtrækkende muligheder.

Rent teknisk vil processen være følgende: Ud fra den digitale byg­ning kan udtrækkes produktions­tegninger i CAD-format. Disse kan direkte indlæses til robotten, som via nyudviklet software auto­matisk kan tilvirke støbeforme til beton. Det er tanken, at der tages udgangspunkt i allerede eksisterende software til robotter, der oprindeligt er udviklet til sprøjte­maling i skibsindustrien.

En af de helt store udfordringer ligger i analyse og opti­me­ring af alternative formmaterialer. Da formene kun skal bruges få gange, stiller det en række nye krav til blandt andet økonomi, bear­bejdelighed og miljø.

Der skal udvikles en teknologi, som kan industrialisere processerne ved fremstilling af individuelle betonkonstruktioner.

Alternative formmaterialer
En af mulig­hederne kunne være polystyren. Her har Teknologisk Institut, Beton allerede lavet et interessant forsøg, der blev til i et samarbejde med kunstneren Esben Klemann. Her havde kunst­neren tilvirket støbeformen ved at smelte polystyren med en glødetråd, hvorved der fremkom en skulpturel struktur. Denne blev herefter - med et godt resultat - udstøbt på Teknologisk Institut, Beton med SCC beton.

Arkitekt Karl Christiansen, professor på Arkitektskolen Aarhus, har ligeledes eksperimenteret med alternative formmaterialer, heriblandt polystyren. På en workshop i Rom stillede han de arkitektstuderende opgaven at tilvirke støbeforme til beton ved at skære polystyren med en tynd metalklinge. Set i et større perspektiv kunne man godt forestille sig, at det eksempelvis var en robot med et egnet værktøj, der tilvirkede disse støbeforme.

En række forsøg med robotter og alternative formmaterialer skal løse de mange udfordringer i projektet. Hvis forsøgs­resultaterne, som forventet er lovende, kan en fremtidig indu­strialiseret produktion af individuelle betonkonstruktioner være lige om hjørnet; en nyskabelse for betonindu­strien med vidtrækkende perspektiver langt ud i fremtiden.