Gefaltete Effizienz

Der Gebäudesektor steht unter Druck: Rund acht Prozent der weltweiten CO2-Emissionen gehen auf das Konto von Zement. Besonders konventionelle Flachdecken gelten als „CO2-Hotspots“ – sie verschlingen Material, benötigen viel Stahl und dominieren den Rohbau. Ein Forschungsteam der Block Research Group (BRG) an der ETH Zürich zeigt nun, wie strukturelle Geometrie diesen Fußabdruck deutlich reduzieren kann. Für das Projekt „Unfold Form“ wurde ­Lotte Scheder-Bieschin mit dem BLT Built Design Award 2025 als Emerging Architect of the Year ausgezeichnet.

Strukturelle Effizienz statt Masse

Das Prinzip ist alt, aber hochrelevant: Gewölbe übertragen Lasten nicht über massive Querschnitte, sondern über optimierte Kraftverläufe. „Unfold Form“ übersetzt diese Logik in eine nur 5 bis 13 Zentimeter dünne Betondecke, bei der über 70 Prozent der Fläche mit weniger als 25 Zentimetern Aufbauhöhe auskommen. Das Ergebnis: rund 60 Prozent weniger Beton und 90 Prozent weniger Stahl als bei konventionellen Stahlbetondecken. Möglich macht das eine gerippte, gewellte Geometrie, die Steifigkeit erzeugt, ohne Masse zu verbrauchen. Bemerkenswert ist dabei, dass die Betonschale vollständig ohne eingebetteten Bewehrungsstahl auskommt: Die Lastabtragung erfolgt rein geometrisch, was die drastische Reduktion des Stahlbedarfs überhaupt erst ermöglicht.

Curved-Crease Unfolding: Origami fürs Bauwesen

Die Schalung basiert auf dem von Scheder-Bieschin weiterentwickelten Curved-Crease Unfolding — einer Origami-Technik mit gekrümmten Faltlinien. Vorgefertigt aus 8 Millimeter starkem Sperrholz und textilen Scharnieren entfalten sich vier kompakte Paneele auf der Baustelle zu einer selbsttragenden, zackenförmigen Form. Der Aufbau dauert rund 30 Minuten und kommt ohne Spezialwerkzeug aus.

Trotz komplexer Geometrie ist die Schalung leicht, flach zusammenfaltbar und kostengünstig in der Herstellung. Während digitale Fertigungsmethoden oft teure Infrastruktur erfordern, genügt hier eine Schablone und ein Heftgerät — ein überraschend einfacher Zugang zu einer leistungsstarken Struktur.

Wiederverwendbarkeit als Schlüssel

Während herkömmliche Schalungen meist nur einmal verwendet und anschließend entsorgt werden, lässt sich „Unfold Form“ mehrfach einsetzen, ohne an Präzision zu verlieren. Das eröffnet eine bislang fehlende zirkuläre Komponente im Betonbau, der traditionell von linearen Materialflüssen geprägt ist. Entscheidend ist dabei, dass die Leistungsfähigkeit der Schalung nicht von empfindlichen High-Tech-Komponenten abhängt, sondern auf einer robusten, low-tech-fähigen Konstruktion basiert.

Die Block Research Group demonstriert damit erneut, wie computational design konstruktive Intelligenz hervorbringen kann, gleichzeitig aber Fertigungsprozesse ermöglicht, die auch in Regionen mit begrenzten Ressourcen funktionieren. CNC-Tools können den Aufbau unterstützen, sind jedoch nicht zwingend erforderlich — ein wichtiger Faktor für die globale Skalierbarkeit des Systems. Seit Oktober 2025 vermittelt der neue MAS in Computational Structural Design dieses Wissen systematisch an eine nächste Generation von Architekt:innen und Ingenieur:innen und stärkt so die Verbreitung materialeffizienter Konstruktionsmethoden.

Die resultierende Deckenuntersicht erinnert mit ihren feinen Rippen an Muschel- oder Wellenstrukturen. Dieser ausdrucksstarke Charakter ist kein gestalterischer Selbstzweck, sondern das direkte Ergebnis statischer Optimierung – und macht die Konstruktion ästhetisch ehrlich: Schönheit entsteht hier aus Effizienz.

Effizienz als System

Für eine breite industrielle Anwendung müssen künftig Standards zu Anschlussdetails, Haustechnik, Brandschutz, Akustik und Fertigungsvorschriften definiert werden. Angesichts der jährlich neu entstehenden Millionen Quadratmeter Stahlbetondecken ist der Hebel jedoch enorm: Jede eingesparte Tonne Zement zählt. „Unfold Form“ zeigt, wie sich der CO2-intensive Werkstoff Beton konstruktiv entschärfen lässt, ohne den Komfortbereich etablierter Baupraxis zu verlassen. Dass die Gewölbe vollständig ohne konventionelle Bewehrungsschichten auskommen, unterstreicht das Potenzial zusätzlich — sowohl im Hinblick auf Kosten als auch auf graue Emissionen in der Herstellung von Stahl.

In Zeiten strengerer Regulierung, schwindender Ressourcen und wachsender Neubauvolumina — insbesondere im globalen Süden — bietet das System eine systemische Antwort auf die Frage, wie Struktur, Fertigung und Klimastrategie zusammenfinden können. Nicht trotz, sondern gerade wegen der Zwänge entsteht ein neuer architektonischer Ausdruck. Und vielleicht liegt genau darin der Schlüssel zu seiner Akzeptanz: nachhaltige Bauweisen, die logisch und schön zugleich sind.

Text: Linda Pezzei
Fotos: Andrei Jipa, Lotte Scheder-Bieschin

Kategorie: Beton, Kolumnen, Projekte, Sonderthema