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Von aktuellen Forschungsergebnissen zu praktischen Tipps für die energetische Sanierung

Forschung & Entwicklung

ExtractImpact

Einfluss von Baumart und Wuchsstandort auf die Verklebung von Bauprodukten aus Holz

Die Verklebung von Hölzern und die dann vorhandene Tragfähigkeit spielen für den modernen Holzbau eine große Rolle. Wie gut sich das Holz jedoch verkleben lässt, hängt auch von den Exktraktstoffen der verschiedenen Holzarten ab. Deshalb wird in diesem Projekt untersucht, wie hoch der Extraktstoffgehalt in den verschiedenen Holzarten ist und wie dieser sich auf das Klebeverhalten auswirkt. So wird die Grundlage für die Entwicklung von holzartspezifischen Klebstoffen geschaffen. Extraktstoffe sind Stoffe wie Zucker, Harze, Fette, Säuren und andere. Sie können gezielt aus den pflanzlichen Zellen extrahiert werden oder sie lösen sich durch natürliche Prozesse und wandern an die Holzoberfläche, wodurch die Verklebung der Werkstoffe / Hölzer dauerhaft beeinträchtigt wird. In diesem Projekt werden vor diesem Hintergrund vier Baumarten untersucht, Fichte, Douglasie, Buche und Eiche.

Institution

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Quelle

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Kontakt

Malte Mérono, M. Sc.
Tel.: +49 531 2155-354
Mail: malte.merono@wki.fraunhofer.de,

Projektzeitraum

01.10.2020 bis 30.09.2023

fanabu

Das Karlsruher Institut für Technologie, kurz KIT, habt gemeinsam mit der Holzbau Bruno Kaiser GmbH ein Fachwerkträgerkonzept entwickelt, das durch den Einsatz von Buchenfurnierschichtholz in Kombination mit Nadelbrettschichtholz optimiert wird. Dieses Konzept ermöglicht Spannweiten von bis zu 100 Metern und kann ohne spezielle Produktionsanlagen zugeschnitten und mit üblichen Handwerkzeugen montiert werden. Die Fachwerkträger bieten eine kostengünstige Möglichkeit, Messehallen, Hangars, Produktions- oder Lagerhallen zu überspannen. Durch die Verwendung von Hybridträgern aus Nadelholz im Kernbereich und Buchenfurnierschichtholz in den Randbereichen können hochtragfähige Fachwerkstrukturen geschaffen werden. Die Forscher haben die Belastbarkeit der Bauteile und Anschlusspunkte analysiert, Verstärkungsmethoden entwickelt und Konstruktionsansätze abgeleitet. Diese Fachwerkträger könnten sogar mit den bisherigen Vollwandträgern konkurrieren, insbesondere bei kürzeren Spannweiten von 30 bis 50 Metern. Dies liegt daran, dass Fachwerkträger nicht nur weniger Material verbrauchen, sondern auch den Dachraum zusätzlich nutzbar machen. Das Fachwerkträgerkonzept hat das Potenzial, eine wirtschaftliche Alternative für weite Spannweiten in der Bauindustrie zu sein.

Institution

Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Holzbau und Baukonstruktionen

Quelle

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)

Schlussbericht zum Verbundvorhaben

Kontakt

Dr.-Ing. Matthias Frese
Tel: +49 721 608-47948
Mail: matthias.frese@kit.edu

Projektzeitraum

01.09.2018 – 30.04.2022

Energetische Dächer, Neubau

FastResIndCure

Für Holzverbundstoffe die mittels Klebstoff gefügt werden bestehen meist lange Aushärtungszeiten, die den Holzbau häufig noch unattraktiv gestalten. Um dem entgegenzuwirken soll ein Verfahren zur Schnellhärtung von klebtechnisch gefügten Verbindungselementen im mehrgeschossigen Hausbau nachhaltig in den Holzbau mittels moderner Erwärmungstechnik implementiert werden. Durch moderne Verfahren wie Induktion oder Wiederstandswärme soll der Klebstoff schnell und gezielt ohne Beeinträchtigungen gehärtet werden. Im Rahmen des Projektes soll ein Prototyp entwickelt werden, der für verschiedene Klebstoff- und Anschlusssysteme angewendet werden kann.

Institution

Lohmann GmbH & Co. KG

Quelle

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

Kontakt

Dr.-Ing. Ruben Friedland
Tel: +49 2631 34-6026
Mail: ruben.friedland@lohmann-tapes.com

Projektzeitraum

01.06.2023 bis 31.05.2025

Außenwände sanieren, Decken im Neubau, Decken sanieren, Die Außenwand im Neubau, Innenwände energetisch errichten, Innenwände sanieren, Neubau, Sanierung

FC-Bio – Biobasierte Brennstoffzellen (Leittechnologie-Projekt)

Die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung von 2020 sieht vor, grünen Wasserstoff als entscheidende Technologie für die Energiewende zu etablieren. Eine steigende Nachfrage nach Wasserstoff-Brennstoffzellen ist zu erwarten, insbesondere im Zusammenhang mit der Erweiterung der Elektromobilität durch Brennstoffzellenfahrzeuge, der Notstromversorgung sowie als Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen für die kombinierte Erzeugung von Strom und Wärme in Industrieanlagen (Prozesswärme) sowie in Büro- und Wohngebäuden (Heizwärme).

Bisher bestehen Brennstoffzellen in der Regel aus Metall und petrochemischen Kunststoffen. Das Ziel dieses Projekts, in Zusammenarbeit mit zwei Forschungspartnern, ist die Entwicklung eines biobasierten Brennstoffzellensystems. Dieses System soll nicht nur nachhaltiger, sondern auch kompakter, leichter und kostengünstiger sein im Vergleich zu herkömmlichen Systemen. Das Fraunhofer WKI arbeitet an der Entwicklung hochleistungsfähiger Holzwerkstoffe sowie Biopolymere, die zur Herstellung elektrisch leitfähiger Compounds dienen.

Institution

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Quelle

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Kontakt

Dr. Frauke Bunzel
Tel.: +49 531 2155-422
Mail: frauke.bunzel@wki.fraunhofer.de,

Projektzeitraum

01.11.2021 bis 30.04.2024

Energie- und Wärmelieferanten im Neubau, Energie- und Wärmequellen im Bestand, Neubau, Sanierung

Feuerhemmende Pilzmyzel-Platten

Die Vergangenheit hat gezeigt, dass sich auch aus Pilzmyzel biologische Baustoffe herstellen lassen. Forschende der RMIT Universität in Melbourn haben es geschafft dünne feuerhemmende Platten aus Myzel herzustellen. Diese Entwicklung könnte es ermöglichen, gesundheitsgefährdende Baustoffe im Brandschutz zu ersetzen. Für die Herstellung dieser Platten haben die Forschenden Ständerpilze auf flüssiger Melasse (einen Beiprodukt bei der Raffinierung von Zuckerrohr) gezüchtet.

Im feinen Wurzelsystem bilden die Pilze Myzel, welches mit Natriumhydroxid behandelt wurde. Anschließen trennte man das Myzel von der Melasse. Nach einer Trocknungszeit wurde das Myzel zu dünnen Platten gepresst. Um die Entflammbarkeit zu testen, wurden die Platten Temperaturen von 800 °C ausgesetzt. Sie fingen zwar Feuer, löschten sich anschließend aber innerhalb einer Sekunde selbst. Damit diese Platten marktfähig werden können, ist es jedoch notwendig, effizientere und kostengünstigere Verfahren für die Herstellung zu finden.

Institution

RMIT University in Melbourne

Quelle

RMIT University in Melbourne

Heise Medien GmbH & Co. KG

Kontakt

Prof. Tien Huynh
Tel.: k. A.
Mail: k. A.

Projektzeitraum

status: laufend

Decken im Neubau, Decken sanieren, Innenwände energetisch errichten, Innenwände sanieren, Neubau, Sanierung

FIRENWOOD

Schwerpunkt dieses Projektes war die Verbesserung des Brandschutzes für Konstruktionen aus Ingenieurholzprodukten und -systemen. Dazu wurde daran gearbeitet, die Bemessungs- und Berechnungsgrundlagen für den Brandschutz im Ingenieurholzbau zu optimieren und Wissenslücken im Bereich des Materialverhaltens zu schließen. Ein wesentlicher Aspekt dabei war das Verhalten von Klebstoffen im Brandfall, da diese als Schwachstelle angesehen werden. Anhand verschiedener thermischer und mechanischer Versuche wurde das Verhalten der Klebstoffe und Verbindung bemessen und validiert. Die Versuche haben bestätigt, dass die Klebstoffe im Brandfall die Schwachstellen sind. Um dem entgegen zu wirken wurde vorgeschlagen, die verklebten Stellen mit einer Abdeckung zu versehen, um sie vor thermischer Einwirkung zu schützen.

Institution

Technische Universität München – Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt – Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion

Quelle

Pressemitteilung der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. (FNR)

Kontakt

Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter
Tel: +49 89 289-22416
Mail: winter@bv.tum.de

Projektzeitraum

01.04.2019 bis 01.10.2022

FlammLig

Holzwerkstoffe mit integriertem Flammschutz dank eines Ligninklebstoffs

Brandschutz in Holzbauten ist ein wichtiges Thema. Eine Schwachstelle im Modernen Holzbau sind die Klebstoffe in den Verbundstellen. Aus diesem Grund haben die Forschenden vom Frauenhofer-Institut für Holzforschung daran gearbeitet, einen Klebstoff zu entwickeln, der gleichzeitig als Brandschutzmittel dienen soll. Die Basis für den feuerhemmend Klebstoff soll Lignin sein. Es besitzt von Natur aus feuerhemmende Eigenschaften und kann auch zu Klebstoff verarbeitet werden.

Zum Einsatz soll der Klebstoff in der Herstellung von OSB, Span- oder Faserplatten kommen, da diese in der Herstellung verklebt werden. Dadurch kann auf nachträglich aufgetragen Brandschutzmittel verzichtet werden. Durch die Kombination von Lignin, Phosphor und Gasbildnern entsteht ein Intumeszenz-System, welches sich im Brandfall aufbläht und die Werkstoffen abschirmt. Die Verwendung solcher Klebstoffe würde eine neue Möglichkeit für die wirtschaftliche Nutzung von Lignin als Abfallstoff der Papierherstellung ermöglichen.

Institution

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Quelle

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Kontakt

Dr. Steven Eschig (Klebstofftechnologie)
Tel.: +49 531 2155-433
Mail: steven.eschig@wki.fraunhofer.de,

Dr. Arne Schirp (Holzwerkstoff- und Naturfasertechnologie)
Tel.: +49 531 2155-336
Mail: arne.schirp@wki.fraunhofer.de,

Projektzeitraum

01.02.2020 bis 31.12.2021

FOHOS

Verbundvorhaben: Formbare Holzoberflächen mit integrierten, selektiv sichtbaren, berührungslosen Steuerelementen; Teilvorhaben 2: Entwicklung einer Umform- und Applikationstechnologie

Das Forschungsprojekt FOHOS beschäftigt sich mit der Entwicklung und Umsetzung von Verfahren, um berührungslose Steuerelemente (Sensoren) in formbare Holzoberflächen zu integrieren. Es soll die Möglichkeit erforscht werden wie man digitale Lösungen wie z.B. Smart-Home-Systeme im Möbel- und Innenausbau integrieren kann. Das Ziel ist es hochwertige Echtholzoberflächen mit integrierten Steuerelementen zu schaffen, die über Näherungssensoren, welche unterhalb der Echtholzoberfläche angebracht werden, gesteuert werden. Die Näherungssensoren kommen zum Einsatz, um die Oberflächenverschmutzung zu minimieren und eine hygienische Handhabung zu ermöglichen. Die Position der Sensoren und der Schaltzustand sollen durch unterleuchtete LEDs ersichtlich gemacht werden.

Institution

Crottendorfer Tischlerhandwerk GmbH

Quelle

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

Kontakt

Bernd Frunzke
Tel: +49 3733 67367-12
Mai: frunzke@cthw.de

Projektzeitraum

01.08.2022 bis 31.07.2024

Innenwände energetisch errichten, Innenwände sanieren, Neubau, Sanierung

FPNR-DTC-TU-KL

Entwicklung einer Datenschnittstelle für die automatisierte, statische Berechnung neuartiger, digital vorgefertigter Holztragwerke mit Holz-Holz Verbindungen

Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung einer Software für die digitale und automatisierte Berechnung der Statik von neuartigen digital vorgefertigten Holztragewerken aus Holz-Holz-Verbindungen. Die Software soll die Planung von Holzbauten erleichtern, effizientere Berechnungen und einen höheren maschinellen Vorfertigungsgrad ermöglichen. Neben einer effizientere Planung soll das Programm in der Lage sein, aus den Verschnitt- und Materialresten weitere zusammengesetzte Bauteile zu erzeugen. So soll die Ressourceneffizienz gesteigert werden. Für einen Testlauf soll anhand dieser Software ein Schalentragwerk konstruiert und als Prototyp errichtet werden, anhand dieses Prototypen sollen anschließend Langzeitmessungen für die statische Belastung durchgeführt werden.

Institution

Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg

Quelle

Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V.

Kontakt

Prof. Dr. Christopher Robeller
Tel.: +49 152 0471 6224
Mail: christopher.robeller@hs-augsburg.de

Projektzeitraum

01.05.2020 bis 30.06.2024

FR-Holz

Umweltfreundliche intumeszente Flammschutzlösungen für sichtbare Holzfassaden sowie weitere Außenbauteile im Hochbau

Fehlende Brandschutzlösungen für den großflächigen Holzbau im Außenbereich sind oft ein Ausschlusskriterium für die Verwendung von Holz, beispielsweise für die Fassade. Aus diesem Grund soll ein Brandschutzmittel für Holz im Außenbereich entwickelt werden, welches den beschichteten Holzwerkstoff mindestens schwer entflammbar macht. Das Brandschutzmittels soll transparent sein und ohne Decklack auskommen. Es soll permanent in die Beschichtung eingebunden sein. Außerdem soll das Brandschutzmittel keine negativen Auswirkungen auf den Werkstoff, die Umwelt oder den Menschen haben. Dieses Vorhaben soll durch eine intumiszierende Beschichtung umgesetzt werden. Im Brandfall würde die Beschichtung sich aufblähen und den Werkstoff darunter dämmen, wodurch der Brand verlangsamt oder sogar ganz gestoppt wird.

Institution

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Quelle

Fraunhofer-Institut für Holzforschung – Wilhelm-Klauditz-Institut WKI

Kontakt

Dr. Torsten Kolb
Tel.: +49 531 120496-13
Mail: torsten.kolb@wki.fraunhofer.de,

Projektzeitraum

01.01.2022 bis 30.06.2024

Außenwände sanieren, Die Außenwand im Neubau, Neubau, Sanierung

greenTES

Fassadenintegration von Photovoltaik und Begrünung im vorgefertigten Holzbausystem

Im Projekt greenTES (Tmber based Element System) geht es darum, die Sanierung von Bestandsgebäuden in Bezug auf die Klimaziele für 2050 attraktiver zu gestalten. Es soll untersucht werden, inwieweit die Integration von PV-Modulen und Begrünung in vorgefertigten Holzbaukonstruktionen möglich ist. Auf Basis der TES Energy Facade sollen Alternativen entwickelt werden, in denen sich PV-Module und Begrünung integrieren lassen, um Vor- und Nachteile der unterschiedlichen Varianten für die energetische Sanierung aufzuzeigen.

Institution

Technische Universität München

Quelle

Zukunft Bau des Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB)

Kontakt

Prof. Dipl.-Ing. Thomas Auer
Tel.: k. A.
Mail: thomas.auer@tum.de

Projektzeitraum

11.2021 bis 10.2023

Außenwände sanieren, Sanierung

Holz schweißen

Das Schweißen von Holz ist keine neuartige Lösung mehr, um Hölzer nachhaltig und stark miteinander zu verbinden. Jedoch ist das großflächige Verschweißen von Holz nur mit relativ großen und teuren Gerätschaften möglich. Für das Schweißen von Holz auf Holz bei größeren Flächen werden die Holzelemente unter großem Druck aufeinander gepresst und auf Mikroebene ultraschnell aneinander gerieben. Die durch die Reibung entstehende Hitze sorgt dann dafür, dass das Lignin im Holz erweicht. Das erweichte Lignin der beiden Holzplatten verbindet sich und erhärtet wieder, wennkein Druck mehr ausgeübt wird. Soabald das Lignin ausgehärtet ist, ist das Holz miteinander verschweißt. Das Verfahren benötigt also keine zusätzlichen Bindemittel und ist damit sehr nachhaltig, jedoch ist abzuwarten wie massentauglich dieses Verfahren in Zukunft wird.

Institution

k. A.

Quelle

Kontakt

k. A.

Projektzeitraum

k. A.

Forschungsprojekte und -vorhaben zu den Themen Sanierung und Neubau sind entscheidend für die Weiterentwicklung von Technologien, Methoden und Best Practices im Bauwesen. Sie bilden die Grundlage für Innovationen, die Gebäude energieeffizienter, umweltfreundlicher, kostengünstiger und komfortabler machen.

Durch Forschungsprojekte werden neue Baustoffe und Konstruktionsmethoden entwickelt, die eine längere Lebensdauer, bessere Dämmeigenschaften oder eine geringere Umweltauswirkung haben. Darüber hinaus können durch solche Projekte optimierte Planungs- und Bauverfahren identifiziert werden, die den Bauprozess beschleunigen und kosteneffizienter gestalten.

Im Bereich Sanierung sind Forschungsprojekte besonders relevant, um herauszufinden, wie bestehende Gebäude am besten modernisiert werden können, ohne ihren Charakter zu verändern oder unnötig Material zu verschwenden. Sie bieten Lösungsansätze, um historische Bausubstanzen zu erhalten, während gleichzeitig moderne Anforderungen an Energieeffizienz und Komfort erfüllt werden.

Für den Neubau können Forschungsprojekte neue Wege aufzeigen, um Gebäude von Grund auf nachhaltig und zukunftssicher zu gestalten.

Forschungsprojekte im Bereich Sanierung und Neubau treiben die Branche voran und gewährleisten, dass die Bauindustrie den sich ständig ändernden technologischen, ökologischen und gesellschaftlichen Anforderungen gerecht wird. Sie sind somit essenziell, um die Herausforderungen des 21. Jahrhunderts im Bauwesen effektiv anzugehen.