Ziel des dreij\u00e4hrigen Verbundprojekts \u201cPULaCell\u201c, welches vom Bundesministerium f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft (BMEL) gef\u00f6rdert wird, ist die Entwicklung einer biobasierten Verst\u00e4rkungslamelle f\u00fcr Holzkonstruktionen. Forschungsinstitute und Industriebetriebe entwickeln im Rahmen des Projektes biobasierte, mit Cellulosefasern verst\u00e4rkte Kunststofflamellen, die in Zukunft stabilere Holzwerkstoffe erm\u00f6glichen sollen.<\/p>\n
Noch dominieren Beton, Stahl und M\u00f6rtel das Bauwesen. Aber auch in der Bauindustrie mehren sich die Anstrengungen hin zu einer Kreislaufwirtschaft mit wiederverwertbaren und nachwachsenden Rohstoffen. Der nachwachsende Rohstoff Holz steht da an allererster Stelle. Im Wiener Seeparkquartier etwa entsteht gerade ein 24-st\u00f6ckiges und 84 Meter hohes Holzhochhaus. Das \u201eHoHo\u201c(1) wird das h\u00f6chste Geb\u00e4ude seiner Art weltweit. Und auch in Hamburg darf nach einer \u00c4nderung der Bauverordnung (2) k\u00fcnftig immerhin bis zu einer H\u00f6he von 22 Metern oder sieben Stockwerken mit Holz gebaut werden.<\/p>\n
\u201eDer moderne Holzkonstruktionsbau ist auf dem Vormarsch und wir wollen Architekten und Planern einen Werkstoff zur Verf\u00fcgung stellen, der h\u00f6here Traglasten und ein schlankeres Design von Holzkonstruktionen erm\u00f6glicht\u201c, umrei\u00dft Dr. Paul Heinz von der Covestro Deutschland AG in Leverkusen das Projektziel. Heinz koordiniert \u201ePULaCell\u201c ein dreij\u00e4hriges Verbundprojekt, das sich die Entwicklung einer biobasierten Verst\u00e4rkungslamelle f\u00fcr Holzkonstruktionen zum Ziel gesetzt hat. Mit im Team sind die Deutschen Institute f\u00fcr Textil- und Faserforschung (DITF) in Denkendorf bei Stuttgart, das Institut f\u00fcr Kunststofftechnik (IKT) an der Universit\u00e4t Stuttgart und das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Chemische Technologie (ICT) in Pfinztal bei Karlsruhe sowie weitere Industriepartner.<\/p>\n
Holz wird noch stabiler<\/p>\n
Die Idee den nat\u00fcrlichen Baustoff \u201eHolz\u201c mit faserverst\u00e4rkten Kunststoffen belastbarer zu machen, ist noch relativ neu. Beispiele f\u00fcr solch einen Verbund sind glas- oder carbonfaserverst\u00e4rkte Balken aus Brettschichtholz, die deutlich h\u00f6heren Belastungen standhalten als herk\u00f6mmliche Balken. Das von Paul Heinz koordinierte Projekt geht jedoch noch einen Schritt weiter. \u201eWir wollen innerhalb von drei Jahren ein wirtschaftliches Herstellungsverfahren f\u00fcr Lamellen aus biobasiertem faserverst\u00e4rktem Kunststoff entwickeln, die statt der bislang \u00fcblichen erd\u00f6lbasierten Faserverst\u00e4rkungen zum Einsatz kommen k\u00f6nnen\u201c, erl\u00e4utert Heinz. Die innovativen Polyurethan-Lamellen sollen zu \u00fcber 90 Prozent biobasiert sein und ohne den Zusatz von Additiven einen sehr guten Flamm- und Bewitterungsschutz gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n
Durch Verleimen der Verst\u00e4rkungslamellen mit mehreren Lagen von Schichth\u00f6lzern, wie z.B. der Baubuche, k\u00f6nnen damit faserverst\u00e4rkte Balken hergestellt werden. Diese verst\u00e4rkten Schichtholzbalken sollen als leichtes, aber gleichzeitig \u00e4u\u00dferst festes und steifes Konstruktionsmaterial zum Einsatz kommen. Buchenholz verf\u00fcgt laut Heinz \u201e\u00fcber die besten mechanischen Eigenschaften aller heimischen Laubh\u00f6lzer und ist dadurch f\u00fcr den Einsatz als Konstruktionsmaterial ideal.\u201c Buchenholz in Wert zu setzen ist auch ein Anliegen der Forstwirtschaft, denn das wertvolle heimische Holz wandert bislang noch viel zu oft als Brennholz auf direktem Weg in die Heiz\u00f6fen(3).<\/p>\n
Buchenholz als Konstruktionsmaterial<\/p>\n
In Deutschland werden j\u00e4hrlich ca. 35 Millionen Kubikmeter Bauholz und neun Millionen Kubikmeter Holzwerkstoffe (z.B. Brettschichtholz und Brettsperrholz) verarbeitet. Beim Bauholz liegt der Anteil der Nadelh\u00f6lzer bei 96 % und bei Holzwerkstoffen bei 81 %. Zumeist handelt es sich dabei um das Holz von Fichte und Kiefer. Die Buche hat also einen gro\u00dfen Aufholbedarf. (4)<\/p>\n
Die Lamellen werden mithilfe einer bew\u00e4hrten Technik hergestellt. Das sogenannte Pultrusions- oder Strangziehverfahren ist ein automatisiertes Verfahren, mit dem sich faserverst\u00e4rkte Kunststoffprofile kosteneffizient herstellen lassen. Dabei laufen die Fasern kontinuierlich \u00fcber eine lange Arbeitsfl\u00e4che, werden unter Druck mit Kunstharz durchtr\u00e4nkt, erhitzt und schlie\u00dflich in Form gezogen.<\/p>\n
Die neuartigen Faserb\u00fcndel werden im Rahmen des Projektes von den Deutschen Instituten f\u00fcr Textil- und Faserforschung in Denkendorf entwickelt. W\u00e4hrend im herk\u00f6mmlichen Pultrusionsprozess heute haupts\u00e4chlich Glas- und Carbonfasern eingesetzt werden, experimentieren die Denkendorfer Forscher um Dr. Frank Hermanutz mit verschiedenen biobasierten Fasern, z.B. aus Regenerat-Cellulose. Dazu wird Fichten- oder Buchenholz chemisch aufgeschlossen und die gewonnene Cellulose zu hauchd\u00fcnnen (Bruchteile von Millimetern) Fasern versponnen. \u201eWir sind noch am Experimentieren\u201c, erl\u00e4utert Hermanutz, \u201ewelche Faser wir letztendlich verwenden, wird sich erst im Verlauf des Projektes herauskristallisieren.\u201c Als Faseralternativen werden auch Naturfasern wie etwa Hanf untersucht. Die Covestro Deutschland AG ist dann f\u00fcr die Optimierung der biobasierten Polymermatrix zust\u00e4ndig, in welche die Fasern eingebettet werden.<\/p>\n
Das Institut f\u00fcr Kunststofftechnik der Universit\u00e4t Stuttgart und das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Chemische Technologie (ICT) im badischen Pfinztal arbeiten an der Optimierung verschiedener Aspekte des Pultrusionsverfahrens. Alle diese Projektentwicklungen soll die Sortimo International GmbH im bayerischen Zusmarshausen bis 2020 in eine Pilotanlage \u00fcberf\u00fchren und ein erstes Lamellen-Modell herstellen.<\/p>\n
Stoffkreisl\u00e4ufe werden untersucht<\/p>\n
Die stoffliche Rezyklierbarkeit des neuen Verbundmaterials werden die Forscher des Fraunhofer ICT untersuchen. So ist geplant, das Material mit Glykolen zu erhitzen, um einzelne Komponenten wieder zur\u00fcckzugewinnen. In einer detaillierten Lebenszyklusanalyse (LCA) werden au\u00dferdem verschiedene Recycling-Konzepte zur stofflichen und energetischen Verwertung sowie der CO2-Fu\u00dfabdruck des Gesamtprozesses betrachtet.<\/p>\n
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Das Vorhaben wird vom Bundesministerium f\u00fcr Ern\u00e4hrung und Landwirtschaft (BMEL) \u00fcber den Projekttr\u00e4ger Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gef\u00f6rdert.<\/p>\n
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Quellen:<\/p>\n
(1) http:\/\/www.hoho-wien.at\/<\/p>\n
(2) http:\/\/www.hamburg.de\/bsw\/presse\/8947022\/2017-06-13-bsw-neu-bauordnung\/<\/p>\n
(3) https:\/\/www.biooekonomie-bw.de\/de\/fachbeitrag\/aktuell\/biooekonomie-bietet-chancen-fuer-baden-wuerttembergs-waelder\/<\/p>\n
(4) DHWR Roadmap Holzwirtschaft 2025 (www.dhwr.de\/docs\/dhwr_roadmap_holzwirtschaft_2025_web.pdf)<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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