Aus der Holzforschung
Aerogele, holzbasierte Werk- und Verbundstoffe und Holzrippenplatten
Im Rahmen europäischer Forschungsarbeiten wurden verschiedene
Baustoffe und Verfahren für den Einsatz von Holz weiterentwickelt.
Eine Reihe der Vorhaben unter deutscher Beteiligung haben
Marktpotenziale. Untersucht wurden Areolgele auf Holzbasis,
Nanocellulose als Leichtbau-Verbundwerkstoff, Holzrippenplatten
sowie Brettschichtholz aus Laubholz und Brettsperrholz aus Laub-
und Nadelholz – eine Zusammenfassung.
Aerogele
Das Zellgerüst verholzter Pflanzen besteht aus Cellulosen, Hemicellulosen und Lignin. Ziel des Projekts Aerowood, an dem die Universität Hamburg mitwirkte, war es, aus den bisher wenig genutzten Hemicellulosen sogenannte Aerogele herzustellen. Das sind sehr leichte, hochporöse Materialien mit hervorragenden wärmeisolierenden Eigenschaften und hoher mechanischer Stabilität. Im Projekt gelang es erstmals, Aerogele auf Holzbasis herzustellen. Diese würden sich als Dämmstoffe, Filtermaterialien oder Carbogele eignen.
Nanocellulose
Nanozellulosefasern (NFC) aus Holz haben Durchmesser im
Nanometerbereich und außergewöhnliche mechanische Werte, die sie
für Verbundwerkstoffe interessant machen. Die homogene Verteilung
der Fasern in einem Polymersystem ist jedoch komplex und bislang
noch nicht ausreichend gelöst. Hier setzte das Projekt
Pronanocell an. Das Forscherteam, in dem auch das Münchener
Fraunhofer Institut für Chemische Technologie ICT mitarbeitete,
entwickelte Verfahren, um Leichtbau-Verbundwerkstoffe aus
nanofibrillierter Zellulose und Polyolefinen wie PE und PP unter
anderem für den Bausektor herzustellen. Die Forscher erarbeiteten
dabei auch einen Process Guide mit allen relevanten
Verarbeitungsparametern.
Holzrippenplatten
Holzrippenplatten kombinieren klassisches Brettsperrholz mit
gezielt angeordneten, schlanken Voll- und Brettschichtholzrippen.
So erreichen sie eine hohe Tragfähigkeit bei vergleichsweise
geringem Materialeinsatz. Aufgrund ihrer aufwendigen Herstellung
sind solche Platten aber noch relativ teuer und daher nur wenig
verbreitet. Im Projekt HCLTP (Hybrid Cross Laminated Timber
Plates), an dem die Universität Stutgart beteiligt war, wurden die
Grundzüge eines effizienteren Herstellungsverfahrens entwickelt,
das es gleichzeitig ermöglicht, die Rippen besonders schlank zu
dimensionieren. Solche Platten wären gut für die Fassadendämmung
geeignet. Die Forscher wiesen außerdem nach, dass der Plattenaufbau
mit formaldehyd-freien Klebstoffen möglich ist. Das macht diese
Platten auch unter gesundheitlichen und ökologischen Aspekten
interessant. Insgesamt gelang es, alle Voraussetzungen für eine
auch baurechtlich abgesicherte Markteinführung zu schaffen.
Brettschichtholz aus Laubholz sowie Brettsperrholz aus Laub- und
Nadelholz
Laubholz minderer bis guter Qualitäten wird
bislang als Bauholz kaum nachgefragt. Leistungsfähige
Laubholzprodukte oder kombinierte Laub-Nadelholzprodukte stellen
vielversprechende Lösungen für dieses Problem dar. Im Projekt
European Hardwoods entwickelte die Universität Stuttgart ein
Modell zur Simulation des Biegetragverhaltens von
Laubholz-Brettschichtholz. Die Simulation könnte die bislang
üblichen umfangreichen experimentellen Prüfserien für die
Markteinführung von lamellenbasierten, stabförmigen
Laubholzprodukten auf weniger aufwändige Verifizierungsversuche
reduzieren. Außerdem führten die Forscher der Uni Stuttgart
Materialversuche für Brettsperrholz mit Buchenholz als Querlage
durch. Buche weist demnach im Vergleich zu Nadelholz rund drei- bis
siebenfach höhere Rollschubsteifigkeiten und –festigkeiten auf.
Brettsperrholzplatten aus einer Kombination von Fichten- und
Buchenholz hatten außerdem deutlich höhere Steifigkeiten und bei
Scheibenbeanspruchung deutlich höhere Tragfähigkeiten als reine
Nadelholplatten
Bauprozesse mit Holz
Andere Projekte widmeten sich der Vereinfachung des Bauprozesses mit Holz. Beispielsweise entwickelten Forscher des Fraunhofer Instituts für Bauphysik zusammen mit weiteren Kooperationspartnern im Projekt Silent Timber Build Berechnungsmodelle für das Schall- und Schwingungsverhalten im Holzbau. An dem von der TU München koordinierten Vorhaben LeanWood wurden neue Organisations- und Prozessformen für den vorgefertigten Holzbau erarbeitet. Außerdem ging es darum, die Anforderungen der Vorfertigung in das Leistungsbild der Planer in den nationalen Honorar- und Vergabeordnung zu integrieren.
Insgesamt 23 europäische Forschungsverbünde wurden im Rahmen des
vierten Forschungsaufrufs des europäischen Forschungs- und
Entwicklungsnetzwerkes WoodWisdom-Net+ gefördert. In die 19
Verbünde mit deutscher Beteiligung flossen Gelder des
Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL).
