Es wäre naheliegend, dass die Idee für die Betonelemente mit Lochstruktur im Käseland Schweiz entstanden ist. Doch Vasily Sitnikov fand die Inspiration dafür in Schweden, wo er nach seinem Architekturstudium doktorierte. Schon länger beschäftigte er sich mit komplexen Geometrien in der Architektur, wie sie zum Beispiel die Bauten des Star-Architekten Frank Gehry auszeichnen. Die Gussformen für solche Betonelemente sind meist aus Styropor. Sie werden einmal verwendet und danach entsorgt.
Dieser enorme Materialverschleiss war für Vasily Sitnikov der Ansporn, nach einer nachhaltigeren Alternative zu suchen: einem Material, das lokal verfügbar ist und keinen Abfall hinterlässt. Und plötzlich war da die Idee mit dem Eis: «In Schweden ist es ein natürlicher Bestandteil der Umgebung. Es ist überall vorhanden, aber niemand nutzt es», sagt Vasily Sitnikov.
Doch Eis als Gussform hat viele Tücken: Es ist nicht stabil. Eis schmilzt rasch und verändert ständig seine Form. Hinzu kommt ein grundlegendes Problem: Der Beton muss aushärten, bevor das Eis zerfliesst – doch sobald das Eis mit dem Beton in Berührung kommt, beginnt es zu schmelzen. Ein Problem, das der Quadratur des Kreises ähnlich schien.
Weil es dazu keine Forschungsarbeiten gab, musste Vasily Sitnikov zuerst Grundlagenforschung betreiben. So entwickelte er chemische Zusatzstoffe, die es ermöglichen, dass Beton bereits bei Temperaturen von minus zehn Grad aushärtet, und die diesen Prozess beschleunigen: «Sobald es gelang, die Hydration des Zements bei niedrigeren Temperaturen durchzuführen, konnte ich mit den Eisformen starten.» Nun konnte er also Beton in und über Eisformen giessen, so dass nach dem Schmelzen ein Element mit Hohlräumen zurückbleibt.
Lokales Eis aus Zürich
Heute befindet sich das Labor von Vasiliy Sitnikov nicht mehr im hohen Norden, sondern auf dem ETH-Campus Hönggerberg. Doch auch in Zürich bezieht der Forscher das Eis für sein Projekt lokal – und zwar aus örtlichen Eishockeyhallen, wo regelmässig Eis von den Feldern abgetragen werden muss. Was für die Sportstätten ein Abfallprodukt ist, nutzt der Postdoktorand für seine Eisformen. «Indem wir dieses ‹Abfalleis› wiederverwenden, können wir den Energieverbrauch im Vergleich zur Herstellung von neuem Eis erheblich reduzieren.»
Für die Herstellung der Eisformen liess sich Vasily Sitnikov von industriellen Brechtechniken und von der Natur inspirieren. Zuerst werden grosse Eisblöcke wie in der Gesteinsindustrie zerkleinert. Anschliessend kommen die Fragmente in eine spezielle Trommel, wo sie – ähnlich wie Steine in einem Fluss – abgerundet werden. «Bei Steinen dauert dieser Prozess Jahre – beim Eis nur zehn Minuten», erklärt Vasily Sitnikov. Die «Eissteine» ordnet er anschliessend im Schalungskasten an – und je nach Anordnung und Grösse der Fragmente entstehen unterschiedliche Hohlraummuster.
Hohlräume mit vielen Funktionen
Damit hatte der ETH-Forscher zwar eine neuartige Produktionsmethode und ein innovatives Betonprodukt entwickelt, eine konkrete Anwendungsmöglichkeit fehlte allerdings noch. «Diese zu finden, brauchte viel Ausdauer und kreatives Denken», blickt Vasily Sitnikov zurück. Eine Herausforderung, die sich aber gelohnt hat, denn inzwischen werden seine Betonelemente in verschiedenen Bereichen eingesetzt. So etwa zur Förderung der Biodiversität in Städten, denn die Hohlräume dienen als Lebensraum. «Ein einziges Element bietet bis zu 50 Quadratmeter Habitatsfläche für Moose, Pflanzen und Kleinlebewesen», sagt der Forscher. Seit Oktober 2025 stehen darum einige Elemente auf einer Brache in der Nähe des Hauptbahnhofs Zürich.
Aber auch unter Wasser kommen die speziellen Betonelemente zum Einsatz. Das ETH-Spin-of «rrreefs» testet sie auf den Philippinen für ein Korallenriff-Regenerationsprojekt. «Es ist erstaunlich, wie schnell neue Korallen darauf wachsen und wie rasch kleine Fische das Höhlensystem in den Elementen zum Schutz vor Feinden nutzen», sagt Vasily Sitnikov.
Die Hohlräume absorbieren aber auch Lärm. Deshalb möchte ein Berner Betonelementbauer die Innovation von Vasily Sitnikov für Lärmschutzwände einsetzen. Und auch die Kunstwelt hat das spezielle Produktionsverfahren des Materialforschers entdeckt. Im ARKEN Museum for Samtidskunst in Kopenhagen können Besuchende eine funktionierende Eisschalungsfabrik, die «Ark Factory», besichtigen. Das Künstlerkollektiv wird die Technik live vorführen unter Verwendung von rosafarbenem Beton. Die Ausstellung ist bis Ende 2026 zu sehen.
Vom Labor in die industrielle Produktion
Vasily Sitnikov hat die Künstlerinnen und Künstler für die Anwendung seiner Eistechnik geschult und das Herstellungsverfahren damit erstmals skaliert. Nun folgt der nächste Schritt: Er hat das Unternehmen Ice Formwork gegründet und beginnt gemeinsam mit dem Schweizer Industriepartner Filigran AG eine Produktion aufzubauen, um das Verfahren auf den Markt zu bringen. Die erste industrielle Produktion sei eine Herausforderung, da geeignete Maschinen entwickelt und die Prozesse sorgfältig geplant werden müssen, sagt Vasily Sitnikov: «Aber es sieht gut aus.» Gut möglich also, dass die Idee, die der Forscher in Schweden hatte, in der Schweiz nun ihr Potenzial entfaltet.
Vasily Sitnikov ist Postdoktorand am Lehrstuhl für Digitale Gebäudetechnologien der ETH Zürich. Er forscht zur Materialwissenschaft des Betons, zu Robotersystemen sowie zu computergestütztem Design in der Architektur.
Visualisierung des Innovationslabors Grüze, Copyright: Katharina Bayer
