Stahlbau Konkrete Vorteile von heute und morgen

Heute ist der Stahl im Bauwesen, von besonderer Bedeutung und dies wird Schätzungen zufolge in Zukunft in Wohn- und Nicht-Wohngebäuden noch zunehmen.

Die Verwendung von Baustahl findet in fast allen neuen öffentlichen Bauwerken ein großes Echo:

• Flughäfen
• Häfen
• Brücken
• Hochhäuser

In all diesen Fällen, war es möglich Komponenten verschiedener Form und Abmessung im Leichtbau und mit komplexen und innovativen Formen zu vereinen, um  Werke zu erschaffen, die den Abdruck des Menschen auf die Umwelt neu definiert.

Fotocredits ©The Piranesi Experience.

In solchen Situationen wird der Stahlbau unumgänglich. 

Die komplexen Formen, die Anforderung, die Struktur zu verdünnen, um sie leichter zu machen, der Bedarf, bis zum Himmel zu steigen, führen zu Belastungsprofilen, die unmöglich mit Beton verwaltet werden können. 

Der Projektingenieur kann genau das Verhalten des Stahls abschätzen, egal welchem Spannungszustand er ausgesetzt wird. Sie sind sich auch bewusst, dass Stahl im Gegensatz zu Beton ein Material mit ausgezeichneten Festigkeitseigenschaften gegenüber Druckspannung, aber auch gegenüber Zugspannungen, Scherung oder einer Kombination aus allen dreien ist.

Diese Eigenschaften sind in großen Strukturen wie Brücken, Hochhäusern, Stadien, Flughäfen, aber nicht nur in diesen, unerlässlich.

Der Stahlbau ist nicht nur günstig für die Realisierung von „großen Bauwerken“, sondern auch für Wohngebäude, hautsächlich aus zwei Gründen:

• Einerseits ermöglicht er die Nutzung aller Eigenschaften, die ihn in den o. g. Fällen „groß“ gemacht haben, auch im kleineren Rahmen;
• Andererseits werden Baukosten und Bauzeiten reduziert, was die finanzielle Belastung verringert und die Kapitalrentabilität erhöht, da der Zeitpunkt, an dem das Gebäude beginnt, sich zu rentieren vorverlegt wird.

In Europa und den USA nimmt der Anteil des Bausektors an der Stahlindustrie zu, was auf die vielen Vorteile zurückzuführen ist, die dieses Material den Bauunternehmen und Nutzern bieten kann. Über 35 % des Stahlverbrauchs in Europa kann dieser Branche heute zugeordnet werden, während diese Ziffer in den USA über 40 % liegt, Dieser Erfolg ist eindeutig auf die vielen Vorteile zurückzuführen, die Stahl bieten kann und die wir im Folgenden im Einzelnen analysieren werden.

Einhaltung der Fristen und Kostenabbau auf der Baustelle

Die Stahlelemente, die für den Bau eines Gebäudes notwendig sind, werden zunächst im Werk vorbereitet, dann auf die Baustelle gesendet, wobei sie schon mit den erforderlichen Einspannungen, Bohrungen, Zuschnitten usw. ausgestattet geliefert werden; dies ermöglicht eine schnelle und einfache Montage.

In einem solchen Kontext ist der Schlüssel zur Wettbewerbsfähigkeit die Produktivität, mit der die Teile in der Fabrik hergestellt werden. Hier können die Hersteller auf zunehmend automatisierte und effiziente Anlagen zur Herstellung von Strukturelementen zurückgreifen.

Es gibt Laserschneidesysteme für Rohre mit großem Durchmesser und/oder beliebigen Querschnitten und Balken HEA, HEB, IPE usw. (Stahlprofile mit Querschnitten verschiedener Form, die weitgehend in allen Metallstrukturtypen verwendet werden), welche mit automatischen Lade- und Entladesystemen für die schnelle Verwaltung der Handhabung der Teile in vollkommener Sicherheit ausgestattet sind. Wir reden von Teilen, die manchmal auch 300 kg pro Meter Länge erreichen.

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Beachtung des Budgets

Die Verwendung von vormontierten Komponenten, deren Zeiten und Herstellungskosten geschätzt werden können, sowie auch die Beseitigung von Verschwendungen und unwirksamen Arbeitsweisen in der Herstellungsphase führen dazu, die Kosten zu kennen, die unvorhergesehenen Ausgaben zu reduzieren und schließlich das vorgesehene Budget zu beachten.

Auch hier ermöglichen es die modernen Bearbeitungstechnologien von Stahlkomponenten wie Rohre, Balken usw., Kosten e und Produktionszeiten vorauszusehen. Die Fähigkeit heute wie noch nie zuvor, jeden Aspekt der Produktion zu planen, was auch durch die modernen Technologien der Industrie 4.0 ermöglicht wird, verbessert das Kostenmanagement und die Gewinnoptimierung.

Heute ermöglicht es die richtige Technologie, die Produktion und die Lieferung einheitlich und effizient zu programmieren, zu simulieren zu planen und deren Kosten abzuschätzen.

Kombination mit anderen Materialien

Die Leichtigkeit, mit der der Stahl verarbeitet, montiert und demontiert werden kann, fördert auch die Integration mit innovativen Materialien:

• Bessere Energieeffizienz
• Ein hohes Maß an Umgebungsbeleuchtung
• Geringere Umweltbelastung

Auch hier ist die Wirtschaftlichkeit umso höher, je mehr die im Werk verwendeten Systeme für die Bearbeitung der Komponenten Produktivität, Genauigkeit und Vielseitigkeit der möglichen Bearbeitungen garantieren können.

Eine Technologie, die in diesem Sinne den Ersatz zahlreicher Bearbeitungen durch nur einen genauen, sauberen und effizienten Prozess ermöglicht, die vorher auf der Baustelle ausgeführt wurden, ist das Laserschneiden von Stahlträgern und Rohre mit großen Abmessungen.

Ökologische Nachhaltigkeit

Die geringere Umweltbelastung stellt einen der vielen Aspekte dar, die die Verwendung von Stahl für das Bauwesen, insbesondere für die Trockenbaubranche, fördern und weiterhin fördern werden. Die Vorteile in diesem Bereich sind viele:

• Wiederverwendbarkeit: Der Stahl ist ein vollständig recycelbares Material. Am Ende des Betriebszyklus kann jedes Element geschmolzen und das Material wiederverwendet werden, ohne auf neue Rohstoffe zurückgreifen zu müssen.
• Abfallreduzierung: Die Trockenbaubranche reduziert stark die Abfälle, die während des Bauprozesses erzeugt werden: Denn die Verwendung des Materials wird optimiert, und die aus den Metallbearbeitungen entstehenden Ausschüsse werden vollkommen recycelt.
• Reduzierung der Transportkosten: Zusammen mit der erhöhten Leichtigkeit der Struktur und der Optimierung der Materialverwendung, reduzieren sich auch die transportierten Mengen und folglich das entsprechende Budget und die CO2-Produktion stark.

Ganz allgemein ist es möglich, hinsichtlich der Umweltbelastung zwei grundlegenden Trends beizuwohnen:

1. Einerseits dem Bedürfnis der Erneuerung eines Bauvermögens, das auf Stahlbeton basiert, der in vielen westlichen industrialisierten Ländern bereits seine nutzbare Betriebszeit erschöpft hat. 
2. Andererseits wohnen wir einem Zubetonierungsprozess bei, der nicht mit dem derzeitigen Rhythmus weiterlaufen kann. Es wird nämlich geschätzt, dass in Europa zwischen 2000 und 2006 über 100.000 Hektar Land bebaut wurden. Die Gebiete verlieren auf diese Weise ihre natürliche Fähigkeit, Wasser aufzunehmen, gefährden das hydrogeologische System und bedrohen Landschaften und Personen.

Die unvermeidliche Folge dieser Entwicklung werden eine vollständige Erneuerung des derzeitigen Bauvermögens und eine Adaptierung in eine umweltfreundlichere und nachhaltigere Form mit sich bringen.

Erdbebensicherheit

Die Verwendung von Stahl ermöglicht auch die Anwendung der modernsten und sichersten Erdbebenschutzlösungen. Außerdem ermöglicht die Duktilität des Materials eine Trockenbauweise, die die Auswirkungen eines Erdbebens sowie von externen Ereignissen wie Wind, Überschwemmungen usw. viel besser absorbieren kann als Materialien wie Beton oder Mauerwerk.

Brandbeständigkeit

Die Stahlstrukturen werden fast immer in Zwischenräumen von Isoliermaterial eingesetzt, das sie vor der Hitze schützt, die durch mögliche Brände entsteht. 

Um die Sicherheitskriterien für Brände zu beachten, kann in diesem Sinne vorgegangen werden:

• Spezielle Oberflächenbehandlungen der Stahlstrukturen mit besonderen Brandschutzanstrichen;
• Zwischenräume mit Schutz aus Gipskarton;
• Schutzplatten mit sehr hoher Brandbeständigkeit.

Wovon hängt die Qualität einer Stahlstruktur ab?

In Stahlbauwerken basiert die sich ergebende Endqualität auf der Qualität des Materials, der Projektplanung und der einzelnen angefertigten Komponenten. 

Die Genauigkeit, mit der jedes Teils angefertigt wird, die Materialeigenschaften, der Zustand der Schnittoberflächen sind alle Faktoren, die sowohl auf die Endbeständigkeit der Struktur als auch auf die Einfachheit der Installation und daher auf die Bauzeiten Auswirkungen haben.

Die auf das Schneiden der Balken HEA, HEB oder IPE angewendete Lasertechnologie sowie auch auf Rohre mit großem Durchmesser ermöglicht es, in diesem Sinne ausgezeichnete Ergebnisse zu erhalten und stellt eins der vielversprechendsten Entwicklungsmodelle für die Zukunft dieser Branche dar.

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