Studien zu Dämmplatten aus Baumrinde
Abfallprodukt der Holzindustrie als Material für Wärmedämmung und Schallschutz
In der Holzindustrie gilt sie bisher eher als lästig denn als
gewinnbringend: die Baumrinde. Jedoch scheinen jenseits von
Gartenbau und Wärmekraftwerken andere Verwendungsmöglichkeiten des
in rauen Mengen vorhandenen Materials möglich. In Deutschland wird
bereits seit den 1970er-Jahren an Holzwerkstoffplatten aus
Baumrinde geforscht. Seit rund zehn Jahren beschäftigen sich Teams
aus Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern aus Rumänien, der
Slowakei und Österreich mit dem Einsatz von Rinde für
Wärmedämmung und Schallschutz. Kürzlich sind zwei Studien
veröffentlicht worden, die die Wärmedämm- sowie
Schallschutzeigenschaften von Platten aus gepressten Rindenstücken
wissenschaftlich untersucht haben.
Gallerie
Bisher wird die in Sägewerken anfallende Rinde vor allem im Gartenbau eingesetzt oder bei der Wärmeerzeugung.
Bild: Günther Kain
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Für die Experimente wurden aus unterschiedlich großen Rindenstücken Dämmplatten mit einer Dicke von 30 bzw. 60 mm hergestellt.
Bild: Günther Kain
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Dämmplatten aus Rindenstücken
2021 haben Lubos Kristak, Ivan Ruziak, Eugenia Mariana Tudor, Marius Cătălin Barbu, Günther Kain und Roman Réh die Studie Thermophysical Properties of Larch Bark Composite Panels (dt. Thermophysikalische Eigenschaften von Lärchenrinden-Verbundplatten) veröffentlicht. Bei der Forschung zu Acoustic Properties of Larch Bark Panels (dt. Akustische Eigenschaften von Lärchenrindenpaneelen) wurde das Team außerdem von Tomáš Gergel’ und Miroslav Němec verstärkt (beide Studien: siehe Surftipps).
Für ihre Experimente stellten die Forschenden Platten aus Lärchenrinde (Larix decidua) her. Aus einem Sägewerk in Unternberg im Salzburger Land stammend wurden die großen Rindenteile zunächst in einer Vakuumtrockenanlage bei Temperaturen von 60 Grad Celsius und einem Druck von 200 bis 250 mbar getrocknet, bis sie nur noch 9 % ihres Anfangsfeuchtegehalts aufwiesen. Anschließend wurde die Rinde in Stücke von 4 bis 11 mm, 10 bis 30 mm sowie 10 bis 45 mm Größe gehäckselt. Diese wurden mit flüssigem Harnstoff-Formaldehyd-Klebstoff vermischt. Die daraus entstandene Masse goss man in Formen und presste sie mit einer 180 Grad Celsius heißen Druckplatte zu Platten mit verschiedenen Dichtegraden zwischen 350 und 700 kg/m3. Schließlich lagerten die Platten etwa einen Monat lang bei etwa 20 Grad Celsius und 65 % Luftfeuchtigkeit.
Zur Ermittlung der Wärmedämmeigenschaften spielten die Dichte, der Grad der Verharzung, die Größe und die Ausrichtung der Rindenstücke innerhalb der Platte eine Rolle. In Zusammenhang mit den Schallschutzeigenschaften wurden außerdem der Einfluss der Plattendicke untersucht.
Wärmedämmeigenschaften
Für die Studie Thermophysical Properties of Larch Bark Composite Panels wurden Platten aus verschieden großen, unterschiedlich stark verdichteten, mal parallel und mal senkrecht zur Platenebene ausgerichteten Lärchenrindenstücken hergestellt. Die Experimente gaben Auskunft über die Wärmeleitfähigkeit, Temperaturleitfähigkeit, die spezifische Wärmekapazität sowie die Schallschutzeigenschaften der Wärmedämmplatten.
Niedrige Rohdichte und kleine Stücke führen zu niedriger Wärmeleitfähigkeit
Die Forschenden stellten fest, dass eine niedrige Rohdichte der Platten für eine niedrige Wärmeleitfähigkeit sorgt. Das hängt damit zusammen, dass die in den inneren Hohlräumen eines Dämmstoffs eingeschlossene Luft aufgrund ihrer geringen Leitfähigkeit einen hohen Wärmewiderstand bietet. Wiederum zeigte sich, dass sich die Wärmeleitfähigkeit mit zunehmender Größe der Stücke erhöht, unabhängig davon, ob sie parallel oder senkrecht zur Plattenebene lagen. Außerdem fand das Team heraus, dass die Wärmeleitfähigkeit abnahm, je größer die Rindenstücke waren. Das war insbesondere der Fall, wenn sie parallel zur Plattenebene ausgerichtet waren. Standen die Rindenstücke senkrecht, war die Wärmeleitfähigkeit der Dämmplatte um beinahe 20 Prozent höher. Hauptsächlich dafür verantwortlich sein könnte, dass der Hitzefluss in Längsrichtung der Stücke funktioniert. Eine weitere Erklärung ist, dass die Partikel, die senkrecht zur Plattenebene ausgerichteten Stücke sich stärker verdichten lassen, sodass Bereiche mit höherer Dichte innerhalb der Plattenstruktur entstehen. Für die spezifische Wärmekapazität erwiesen sich die untersuchten Parameter als unbedeutend.
Schallschutzeigenschaften
In der Studie Acoustic Properties of Larch Bark Panels wurden sehr ähnliche Platten hinsichtlich ihres Schallabsorptionsgrads bei Frequenzen von 50 bis 6400 Hz untersucht. Im Fokus standen hier neben der Größe der Rindenstücke und ihrer Ausrichtung zur Plattenebene auch die Dichte der Platten und ihre Dicke von 30 bzw. 60 mm.
In den Experimenten zeigte sich, dass die Platten umso besser Schall absorbierten, je feinkörniger die enthaltenen Rindenstücke waren. Die beste Dichte von Rindenplatten, um die besten Schallabsorptionskoeffizienten zu erzielen, liegt bei etwa 350 kg/m3. Vor allem bei niedrigen Frequenzen zeigte sich, dass dickere Platten bessere schallabsorbierende Eigenschaften aufweisen. Verglichen mit Materialien auf Polystsyrolbasis weisen die untersuchten Platten aus Rindenstücken relativ gute Schallabsorptionseigenschaften auf, ähnlich denen von Stroh. Jedoch absorbieren sie deutlich schlechter Schall als (Holz-)Faserplatten oder textile Materialien.
Fachwissen zum Thema
Surftipps
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