Beton für Mangroven

Am 23. Oktober 2017 gab der Rat für Formgebung die Preisträger des German Design Award 2018 bekannt. Die internationale Fachjury würdigt das wegweisende Konzept von Rhizolith Island mit einer Auszeichnung in der Kategorie Excellent Communications Design – Urban Space and Infrastructure. Der Rat für Formgebung, 1953 auf Initiative des Deutschen Bundestages gegründet, zeichnet jedes Jahr herausragende Leistungen im Produkt- und Kommunikationsdesign aus. Der German Design Award zählt zu den anerkanntesten Designwettbewerben der Welt.

Das internationale Forschungs- und Entwicklungszentrum des Baustoffunternehmens CEMEX, die CEMEX Research Group AG in der Schweiz, hat Rhizolith Island in Zusammenarbeit mit APTUM Architecture und der Syracuse University entwickelt. Die schwimmende widerstandsfähige Küsteninfrastruktur aus CEMEX-Spezialbetonen revitalisiert Mangrovenwälder entlang erosionsgefährdeter Küstenabschnitte. Die modulare Plattform aus kombinierbaren Elementen basiert auf fortschrittlicher Betontechnologie. Hochfeste, leichte, durchlässige und hochgradig verformungsfähige Betonkonstruktionen verbessern die ökologische Leistungsfähigkeit der Insel als Wellenbrecher. Zugleich soll Rhizolith Island dazu beitragen, dass die Bewohner überschwemmungsgefährdeter Küsten mehr Achtung für die empfindlichen Ökosysteme entwickeln, die ihre Siedlungen umgeben und schützen.

Das Rhizolith-Island-Projekt wurde in Cartagena, Kolumbien, getestet, wo ein Prototyp gebaut und während der Concrete Reunion 2016 Conference ausgestellt wurde. Die gewonnenen Daten sind Ausgangsbasis für den Bau von neuen Prototypen, die die Projektpartner im Zuge der weiteren Forschung an zwei zusätzlichen Standorten in Kolumbien testen.

Nicht nur den German Design Award 2018 erhält Rhizolith Island, das Projekt kann auch den Merit Award des American Institute of Architects New York Chapter (AIANY) 2017 Design Awards vorweisen.

„Wir fühlen uns geehrt, die Anerkennung zweier renommierter internationaler Institutionen zu erhalten. Diese Auszeichnungen unterstreichen die Wichtigkeit eines ganzheitlichen Ansatzes, der Materialeigenschaften, innovative Fertigungstechnik und Design bei der Entwicklung einer Lösung für kritische Urbanisierungsprobleme berücksichtigt“, erklärt Davide Zampini, Leiter der CEMEX Research Group, die die weltweite Forschung und Entwicklung von CEMEX koordiniert. „Für Rhizolith Island haben wir neuartige Designansätze entwickelt, um eine belastbare Betoninfrastruktur zu schaffen, die für die Natur arbeitet und nicht gegen sie – wir wollen die Beziehung zur Natur fördern und stärken.“

Für das Baustoffunternehmen CEMEX sind die Herausforderungen der Urbanisierung ein wichtiges Thema. Welchen Beitrag kann Beton zur Urbanisierung von Küstengebieten leisten? Dieser Frage stellten sich die Experten der CEMEX Research Group AG gemeinsam mit dem Architekturbüro APTUM und Dozenten der Syracuse University School of Architecture. Die Partner beschlossen, ein Konzept zu entwickeln, das durch eine Symbiose von Beton und Natur die Schädigung von Mangroven aufhält.

Mangrovenwälder bestehen aus Sträuchern und kleinen Bäumen, angepasst an die rauen Bedingungen tropischer Küsten. Sie bieten vielen Zugvögeln und Meereslebewesen einen Lebensraum, und sie nehmen CO2 aus der Atmosphäre auf. Als eine der wirksamsten Barrieren gegen Wind und Wellen helfen sie, die Erosion und die Überschwemmung von Küstenregionen zu verhindern. Trotz ihrer wichtigen Funktion im Ökosystem sind mehr als 35 Prozent der Mangrovenwälder durch Umweltverschmutzung, Naturkatastrophen, Bevölkerungsdruck und veränderte Landnutzung verloren gegangen. Das Wachstum der Städte trägt zur Zerstörung von Küstenlinien bei, lässt Ökosysteme und Lebensräume von Tieren und Pflanzen verschwinden und führt zu Flutkatastrophen.

„Wir haben uns von Rhizolith inspirieren lassen. Das ist ein Wurzelsystem, das durch Erosions- und Zementierungsprozesse entsteht und die natürliche Zusammensetzung der Erde schützt und stärkt“, so Roger Hubeli und Julie Larsen, Professoren der Syracuse School of Architecture und Partner bei APTUM. „Unser Vorschlag für Rhizolith Island ist also ein Wellenbrechersystem, das aus quasi wurzelförmigen Betonelementen und gepflanzten Mangroven besteht, die, wenn sie auf dem Wasser schweben, sowohl als künstlicher als auch als natürlicher Rhizolith dienen.“

Rhizolith Island besteht aus einem Mosaik schwimmender Betonstrukturen mit einem „Kopf“ und einer „Flosse“, die als Saatgutträger für Mangroven fungieren. Der Kopf wird aus einem CEMEX-Leichtbeton gefertigt. Er ist leichter als Wasser, so dass er trotz der Löcher im Baukörper schwimmt. Diese Bohrungen brechen die Wellen und wirken so der Küstenerosion entgegen. Die Flosse bietet Fischen und Seepocken einen Lebensraum. Sie besteht aus einem hochfesten verformungsfähigen Beton von CEMEX.

Anders als herkömmlicher Küstenschutz zeichnen sich die künstlichen Mangroveninseln dadurch aus, dass sie eigens für eine Synthese mit dem umliegenden Ökosystem konzipiert sind. Die Projektbeteiligten erwarten, dass die zunehmende Sedimentation innerhalb von fünf bis zehn Jahren die Uferlinien wiederherstellt und die Betonstrukturen einschließt. Die auf den Inseln wachsenden Mangroven werden sich im neu abgelagerten Boden verankern. „Während die Mangroven wachsen, werden ihre Wurzeln und ihr Gewicht den Beton vollständig durchbrechen. Sie übernehmen dann die Funktion einer permanenten natürlichen Pufferzone, die Wasser zurückhält und bei Stürmen die Überschwemmungen reduziert“, so die Architekten. „Die zerbrochenen Überreste der Struktur werden das Wachstum von Korallenriffen fördern.“

Davide Zampini erklärt, die vorgestellte Lösung passe sich der Natur an und greife natürliche Vorgänge auf, statt gegen die Natur zu arbeiten. „Mit Rhizolith Island verfolgen wir einen neuartigen Ansatz für die Urbanisierung – bauliche Konstruktionen, die eine symbiotische Beziehung zur Natur eingehen und fördern. Bei der Konzeption künftiger Städte müssen wir uns die Widerstandskraft der Natur zunutze machen.“

Projekte zur technologischen Entwicklung und Anwendung von CEMEX-Baustoffen sind Teil des globalen F&E-Netzwerks, das unter Leitung des CEMEX Research Centers in der Schweiz steht.