Themenfeld "Baustoffe" - Projekte des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft im aktuellen Förderprogramm „Nachwachsende Rohstoffe“ (seit Mai 2015)
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| 01.10.2018 | 31.12.2019 | 22000418 | Konzept nachhaltiges Holzschutzverstärkungssystem – NFK-ummanteltes, carbonfaserverstärktes und vorgespanntes Brettschichtholztragwerk - Akronym: HORST | Die Anzahl an sanierungsbedürftigen Brückenbauwerken, insbesondere in Dt., ist in den letzten Jahren sehr stark gewachsen und wird in Zukunft weiter steigen, da der stetig zunehmende Verkehr bei Konzeption und Bau nicht berücksichtigt wurde. Somit resultiert ein erhöhter Bedarf an nachhaltigen Lösungen, die zudem kostengünstig und umweltfreundlich sind. Im Hinblick auf die steigenden Anforderungen an umweltschonende und effiziente Konstruktionen sowie nachhaltige biogene Rohstoffe ist der Werkstoff Holz ideal für die Anwendung im Brückenbau geeignet. Neue Verarbeitungsverfahren erlauben es, Konstruktionsholz im Ingenieurbau mit definierten und berechenbaren Größen im Hochleistungssektor anzuwenden. Dem entgegen steht allerdings das negative Verhalten des Materials bei Feuchte, wie insbesondere das Quellen und Schwinden von Holz sowie die Schädigung der Holzsubstanz durch holzzerstörende Pilze oder Insekten. Hierbei können die Faserkunststoffverbunde mit ihren wasser- und feuchtebeständigen Materialeigenschaften in Kombination mit Holz eine extrem leistungsfähige und innovative Konstruktion bilden, die vor allem die positiven Eigenschaften der beiden Komponenten als neuen hybriden Werkstoff kombiniert. Der Einsatz von Hochleistungsfasern, wie z.B. Carbon, in Kombination mit cellulosebasierten Fasern im Holz stellt material- und konstruktionsseitig neue Anforderungen an Verfahrenstechnik und Produktion der Werkstoffe. Die Entwicklung eines neuen nachhaltigen Holz-FKV-Verbundes bietet einen ganzheitlichen Ansatz, sowohl bei Neubau als auch Sanierung von Gebäuden und Brückenbauten. Dabei wird in der Vorstudie das folgende Gesamtziel definiert: Konzeption und technisch/wirtschaftliche Umsetzbarkeit eines mit Naturfaser-Composite ummantelten Brettschichtholzelementes (BSH) mit integrierter vorgespannter Carbonfaserverstärkung, welches als Holzschutzverstärkungssystem ("HORST") in einem Brückenverbundträger ausgeführt wird. | Die Machbarkeitsstudie HORST konnte als Vorstudie erfolgreich abgeschlossen werden. Es erfolgte die Entwicklung eines hybriden Verbundträgers auf der Basis von Fichtenholz. Dieses wurde mit vorgespannten Hochleistungsfasern verstärkt und mit einer NFK-Ummantelung vor schädlichen Umwelteinflüssen geschützt. Die Entwicklung der benötigten Herstellungstechnologien sowie die Konstruktion von fertigungstechnischen Vorrichtungen waren Teil der Studie. Mittels einer Sensorintegration in das Bauteil, können frühzeitig Schädigungen durch eindringende Feuchte detektiert und behoben werden. Die Entwicklung eines ganzheitlichen Recyclingkonzeptes verstärkt den nachhaltigen und ökologischen Charakter der Studie. | Dr.-Ing. Sandra Gelbrich Tel.: +49 371 531-32192 sandra.gelbrich@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Allgemeinen Maschinenbau und Kunststofftechnik - Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung Reichenhainer Str. 31/33 09126 Chemnitz | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2024 | 22000518 | Verbundvorhaben: Acetylierung dünner Furniere und Holzfasern mittels in situ erzeugtem Keten zur Verbesserung der Beständigkeit daraus hergestellter Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 1: Acetylierung und Herstellung der Holzwerkstoffe - Akronym: FiVeKat | Ein Verfahren zur Acetylierung dünner Furniere und Holzfasern mittels Keten wird entwickelt. Hierzu werden Reaktoren konstruiert mit denen Keten in exakt erforderlicher Menge aus Aceton erzeugt wird. Das Gas wird unmittelbar für die Acetylierung des Holzes verwendet. Vorteil gegenüber dem technischen Ac2O-Verfahren ist, dass kaum Essigsäure entsteht, da die Säure nur in Spuren durch nicht umgesetztes Keten gebildet wird (keine Geruchsbelästigung der Produkte). | Dr. Anna Musyanovych Tel.: +49 6131 990-246 anna.musyanovych@imm.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme (IMM) Carl-Zeiss-Str. 18-20 55129 Mainz | ||
| 01.03.2019 | 31.05.2022 | 22000918 | Verbundvorhaben: Endlosfaden aus Massivholz; Teilvorhaben 1: FLIGNUM – Textil - Akronym: FLIGNUM | Im geplanten Projekt sollen Weidenschienen an ihren beiden Enden (Stirnseiten) verlängernd miteinander fest verbunden werden, so dass ein langer, wickelbarer Streifen entsteht. Dieser soll als Monofil bezeichnet werden, da Monofile quasi endlose Fäden aus nur einem Element mit – für Textilien - relativ großem Durchmesser von > 0,1 mm sind. Es soll möglich sein, unterschiedliche Querschnitte des Monofils herzustellen. Der Herstellungsaufwand des Mo-nofils wird dabei als vielfach geringer eingeschätzt als der von gesponnenen Naturfasern wie Flachs, Hanf oder Sisal, bei denen erst die Faser aus der Pflanze gelöst und dann gesponnen werden muss. Das Monofil wird durch bekannte spanende und fügende holztechnische Verfahren hergestellt, die jedoch auf den extrem kleinen Querschnitt des Monofils angepasst werden müssen. Der fertig hergestellte Endlosfaden soll dann als Halbzeug für die maschinelle Herstellung von unterschiedlichen textilen Flächengebilden zur Verfügung stehen. Die Charakterisierung des Fadens soll im geplanten Vorhaben am Beispiel von Geweben, Geflechten, Gelegen und Wicklungen erfolgen. Die Vorteile von Flächentextilien aus Holz werden in einem besonders günstigen Verhältnis von Gewicht, Festigkeit und Drapierbarkeit sowie der charakteristischen, akzeptierten Holz-OberflächenÄsthetik im Vergleich zu anderen verfügbaren Naturfasern sowie anderen verfügbaren Holzflächen, insbesondere Formsperrholz, erwartet. Aufgrund des im Vergleich zu bekannten Fasern großen Querschnitts des Holzmonofils werden bei der Stapelung und Verklebung von Flä-chentextilien zu Strukturbauteilen wahrscheinlich weniger Schichten benötigt als bei allen anderen verwendeten Fasern, um die gleiche Festigkeit zu erreichen. Durch den textilen Aufbau können über die verwendete Textiltechnik (z.B. Weben) außerdem erstmals direkt Funktionsfasern in eine Holzfläche eingebracht werden. | Prof. Heike Klussmann Tel.: +49 561 804-3632 klussmann@asl.uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 06 - Fachgebiet Bildende Kunst - Forschungsplattform BAU KUNST ERFINDEN Henschelstr. 2 34127 Kassel | ||
| 01.09.2018 | 31.07.2019 | 22001818 | Building Information Modeling (BIM) als Planungsmethode im modernen Holzbau – eine Machbarkeitsstudie als Standortbestimmung zur Identifizierung von Anforderungen und Hemmnissen - Akronym: HOLZundBIM | Die Digitalisierung der Planungsprozesse verändert die Planungs- und Bauabläufe derzeit signifikant. Der moderne Holzbau und die fortschreitende Einführung von Building Information Modeling BIM als Planungsmethode im Bausektor erfordern einen raschen Wechsel in der Holzbaubranche zu holzbaugerechten Planungs- und Bauprozessen um den Holzbau als Bauweise zur Förderung nachwachsender Rohstoffe im Bauwesen konkurrenzfähig zu halten. Als erste Maßnahme ist eine Analyse des derzeitigen Marktes erforderlich um in einem folgenden, langfristig angelegten (3 Jahre) Forschungsprojekt gezielte Lösungsansätze und Empfehlungen für einen holzbaugerechten BIM-Prozess geben zu können. Die Analyse sollte in Form einer Machbarkeitsstudie kurzfristig für die Dauer eines dreiviertel Jahres laufen. Ziel der Machbarkeitsstudie ist eine Standortbestimmung sowie Defizite oder Hemmnisse zu identifizieren, die Verbreitung von BIM im Holzbau im Weg stehen um die Anforderungen von PLANEN UND BAUEN MIT HOLZ feststellen zu können. Zudem wird Kenntnis darüber benötigt wer in welchem Umfang BIM in der Holzbaubranche nutzt und in wie weit die Praxis Nutzen daraus erhält. Dazu wird eine gezielte Umfrage vorgeschlagen. | Die Digitalisierung der Planungsprozesse verändert die Planungs- und Bauabläufe derzeit signifikant. Der moderne Holzbau und die fortschreitende Einführung von Building Information Modeling, kurz BIM als Planungsmethode im Bausektor erfordern einen raschen Wechsel in der Holzbaubranche zu holzbaugerechten Planungs- und Bauprozessen um den Holzbau als Bauweise zur Förderung nachwachsender Rohstoffe im Bauwesen konkurrenzfähig zu halten. Ziel des Vorhabens war eine Analyse des derzeitigen Marktes um in einem folgenden, langfristig angelegten Forschungsprojekt BIMwood gezielte Lösungsansätze und Empfehlungen für einen holzbaugerechten BIM-Prozess geben zu können. Für die Studie wurden qualitative und quantitative Forschungsmethoden kombiniert. Datengrundlage für die quantitative Untersuchung war eine standardisierte Online-Umfrage. Die qualitative Auswertung erfolgte über anhand von ExpertInneninterviews. Damit wurde ein tieferer Einblick in die BIM-Anwendungskultur der verschiedenen Akteure aus der Planung und der Praxis herausgearbeitet, sowie Hindernisse und Anforderungen identifiziert. | Prof. Hermann Kaufmann Tel.: +49 89 289-25492 kaufmann@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Architektur - Institut für Entwerfen und Bautechnik - FG Holzbau Arcisstr. 21 80333 München | |
| 01.06.2016 | 31.05.2019 | 22002316 | Verbundvorhaben: Einfluss der Abbauprodukte des Holzes bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) auf nachgelagerte Veredelungsprozesse mit emissionsarmen und ökologisch vorteilhaften Klebstoffen (MDFAbb); Teilvorhaben 2: Klebstoffentwicklung und Beschichtung - Akronym: MDFAbb | Im Rahmen des Teilvorhabens 2 sollte der Einfluss der bei der MDF-Herstellung entstehenden Holzabbauprodukte in Abhängigkeit von der Holzart (Nadelholz, Laubholz) und des Holzaufschlussverfahrens (TMP-, CTMP-Verfahren) auf ihre Relevanz bei der Flächenkaschierung dieser MDF-Produkte mitunterschiedlichen Polyurethanklebstoffen untersucht werden. Im Fokus der Untersuchungen sollte die Wirkung der Holzabbauprodukte auf die mechanische Festigkeit/Beständigkeit der Polyurethanklebung im Warm-Feucht-Klima bei 50 °C und 80-85 % rel. Feuchte ermittelt werden. Soweit möglich wurden auch PU-Klebstoff-Formulierungen auf Basis nachwachsender Rohstoffressourcen entwickelt und mit einbezogen. Zudem sollte die Qualität der Flächenklebung in Abhängigkeit der PU-Klebstoffklasse (wässrige PU-Dispersions-, PUR-Schmelz- und PU-Prepolymer-Klebstoffe) und deren Struktur (chemischer Aufbau/Backbone-Polymer wie z.B. Polyester, Polyether, Polycarbonat usw.) und Herkunft (ausnachwachsenden Ressourcen bzw. petrochemischer Natur) geklärt werden. Ebenfalls sollte der Einfluss desverwendeten Bindemittels (UF-Harz oder PMDI) für die Herstellung der MDF auf nachgeschaltete Kaschierprozesse untersucht werden. Die Kaschierungen/Beschichtungen wurden unter industriellen Bedingungen bei Industriepartnern oder auf eigenen Industriemaschinen durchgeführt. Beschichtet wurden sowohl im Labor hergestellte MDF mit ganz spezifischen Eigenschaften sowie zwei Industrie-MDF von verschiedenen Herstellern. Sämtliche MDF wurden im Vorfeld hinsichtlich ihrer technologischen als auch chemischen Eigenschaften charakterisiert. Im Anschluss an die Beschichtung und nach vollständiger Vernetzung wurde die Haftfestigkeit mittels 90 Grad Schälfestigkeitsmessungen vor sowie nach 8 und 12 Wochen Lagerung im Warm-Feucht-Klima bei 50 °C und 80-85 % relativer Luftfeuchte ermittelt. Zudem wurde eine Wärmestandfestigkeitsprüfung nach der AMK-Methode durchgeführt. | Klebstoff-Formulierungen, die im Backbone überwiegend auf einem Polyesterpolyol aufgebaut sind, neigen verstärkt zu Folien-Ablösungen/Delaminierung im Warm-Feucht-Klima bei 50 °C und 80-85 % relativer Luftfeuchte bzw. führen zu einer merklichen Schwächung in der Haftfestigkeit. Dieses Verhalten ist insbesondere bei den wässrigen Polyurethan-Dispersionen sehr stark ausgeprägt, gilt aber auch zu einem geringeren Maße für die beiden anderen PU-Klebstoffklassen. Die PUD-Formulierung basierend auf dem Bio- Polyesterpolyol verhält sich günstiger als Formulierungen mit petrochemischen Polyesterpolyol. Die Ablösungen bzw. Verringerung in der Haftfestigkeit bei Kaschierungen mit den PU-Dispersionen sind überwiegend bei MDF mit einem hohen Extraktstoffgehalt in Petrolether zu beobachten. Bei den beiden anderen Produktklassen, den PUR-Schmelz- und PU-Prepolymer-Klebstoffen konnte keine Korrelation mit dem Extraktstoffgehalt oder Abgabe an flüchtigen Säuren etc. und einer Veränderung in der Haftfestigkeit festgestellt werden. PU-Klebstoffe mit einem Polyetherpolyol, Polycarbonatpolyol bzw. Polytetrahydrofuranpolyol als Backbone-Polymer zeigen keine bzw. nur eine geringfügige Verschlechterung in der Haftfestigkeit nach der Warm-Feucht-Lagerung. Da diese Polymere im Vergleich zu einem Polyester allgemein eine höhere Hydrolysebeständigkeit aufweisen liegt es nahe, dass bei der Lagerung im Warm- Feucht-Klima (50 °C und 80-85 % relativer Luftfeuchte) in Kombination mit extraktstoffreichen MDF (hoher Anteil an "sauren" Bestandteilen) ein thermo-hydrolytischer Abbau im Polyesterbackbone stattfindet und dies zu den bekannten Ablöseproblemen (insbesondere PU-Dispersionen) führt. Die Ergebnisse aus diesem Projekt haben zu einem wesentlich tieferen Verständnis bei der Anwendung von Polyurethan-Klebstoffen für die Beschichtung bzw. Kaschierung von MDF-Holzwerkstoffplatten beigetragen. Zudem werden Lösungswege aufgezeigt, die zu wesentlich beständigeren Klebungen führen. | Dr. Hartmut Henneken Tel.: +49 5231 749-5300 hartmut.henneken@jowat.de Jowat SE Ernst-Hilker-Str. 10-14 32758 Detmold | X |
| 01.07.2017 | 31.03.2021 | 22002717 | Verbundvorhaben: Mikrostrukturmodellierung zur Optimierung holzfaserbasierter Wärmedämmstoffe; Teilvorhaben 2: Bildanalyse, Geometriemodellierung und Simulation - Akronym: Low-Lambda | Ziel ist die grundständige Untersuchung der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit holzfaserbasierter Dämmstoffe von der Mikrostruktur des Materials. Auf eine zu erstellende morphologische Modellierung auf Basis von µCT werden zu entwickelnde Algorithmen zur Modellierung der Wärmeübertragung angewandt, die neben der Wärmeleitung durch den Feststoffanteil auch Strahlung und Konvektion berücksichtigen. Die Modelle werden an einer breiten Materialvariation validiert. Mit Methoden des virtuellen Materialdesigns werden Potentiale zur Minimierung der Wärmeleitfähigkeit detektiert. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit wird die Aufklärung der Zusammenhänge zwischen Produktionsparametern, Fasermorphologie, Struktureigenschaften des Materials und daraus resultierenden Wärmeleitfähigkeit erwartet. Die Forschungsergebnisse sind für die Weiterentwicklung von Holzfaserdämmstoffen essentiell, um derzeit bestehende Nachteile gegenüber mineralischen und petrochemisch basierten Produkten, insbes. in der Wärmeleitfähigkeit, zu überwinden. AP3: Mikro-CT Bildgebung u. morphologische Charakterisierung der Faser- und Plattenvarianten AP4: Entwicklung von Wärmeleitfähigkeitsmodellen für Holzfasermaterialien unter Berücksichtigung von Faser-Faser-Kontaktstellen und Wärmestrahlung AP5: Entwicklung stochastischer Geometriemodelle für Holzfasersysteme unter Berücksichtigung von Hohlfasern und Porenraummorphologie AP 6: Bewertung des Einflusses der Produktionsbedingungen auf die Werkstoffstrukturen, Erste Validierung der Modellierung AP9: µCT Bildgebung ausgewählter Faser- und Plattenmaterialien sowie Modellierung der Wärmeleitfähigkeit und mech. Festigkeit AP10: Abgleich zw. gemessenen und gerechneten Eigenschaften zur Validierung des Modells AP11: Virtuelles Materialdesign (Optimierung der Wärmeleitfähigkeit bei gebrauchstauglichen Festigkeiten) AP13: Messung der Wärmeleitfähigkeit u. mech. Eigenschaften, µCT Bildgebung ausgewählter Varianten AP15: Dokumentation und Berichterstattung | Dr. Heiko Andrä Tel.: +49 631 31600-4470 heiko.andrae@itwm.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) Fraunhofer-Platz 1 67663 Kaiserslautern | X | |
| 01.08.2017 | 31.12.2020 | 22003517 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte Polyurethan Verstärkungslamelle mit Cellulosefasern für Holzkonstruktionen; Teilvorhaben 2: Implementierung der Entwicklungsarbeiten in eine industrielle Demonstrationsanlage - Akronym: PULaCell | Gesamtziel des Vorhabens PULaCell war die erstmalige biobasierte Lösung einer Verstärkungslamelle für Holzkonstruktionen, welche die in der Außenanwendung im Baubereich notwendigen Funktionalitäten Bewitterungsstabilität und Flammschutz bereits intrinsisch beinhaltet und mechanisch die notwendigen Zugkräfte aufnehmen kann. Dazu kombinierte PULaCell die hervorragenden Eigenschaften eines neuentwickelten biobasierten PU-Harzes mit hochfesten Celluloseregeneratfasern bzw. Hybridfasern im kontinuierlichen Pultrusionsverfahren und zeigte die Verarbeitbarkeit der Materialien und die Stabilität des Verfahrens im 24 h Produktionsbetrieb auf einer industriellen Anlage. Zur Erreichung der Ziele wurde an folgenden Entwicklungsgebieten gearbeitet: • Großtechnische Verarbeitung biobasierter Polyisocyanate: Unter anderem musste hier eine passende Verarbeitungsviskosität für die homogene Vermischung und sowie eine Kompatibilität der einzelnen Harzsystembestandteile sichergestellt werden. Des Weiteren musste die Reaktivität des Harzsystemes eine ausreichende Verarbeitungszeit sicherstellen. • Biobasierte Faser und vollständige Imprägnierung: Die Herausforderung bestand in der Entwicklung einer hochfesten biobasierten Faser und seiner Schlichte, welche sich bei der idealen Verarbeitungsviskosität möglichst vollständig imprägnieren lässt, um eine höchstmögliche Kraftübertragung zu gewährleisten. • Industrielle Pultrudatherstellung: Die Arbeiten in den Entwicklungsarbeitspaketen wurden anschließend auf ihre Industrietauglichkeit an einer industriellen Anlage überprüft. Der Prozess wurde einer Ökobilanzierung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung unterzogen. Erste Anwendungen wurden erprobt. | Michael Ruhland Tel.: +49 8291 850-1139 mruhland@sortimo.de Sortimo International GmbH Dreilindenstr. 5 86441 Zusmarshausen | X | |
| 01.08.2017 | 31.12.2020 | 22003617 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte Polyurethan Verstärkungslamelle mit Cellulosefasern für Holzkonstruktionen; Teilvorhaben 3: Untersuchungen zum Einsatz von biobasierten Verstärkungsfasern - Akronym: PULaCell | Gesamtziel des Vorhabens PULaCell war die erstmalige biobasierte Lösung einer Verstärkungslamelle für Holzkonstruktionen, welche die in der Außenanwendung im Baubereich notwendigen Funktionalitäten Bewitterungsstabilität und Flammschutz bereits intrinsisch beinhaltet und mechanisch die notwendigen Zugkräfte aufnehmen kann. Dazu kombinierte PULaCell die hervorragenden Eigenschaften eines neuentwickelten biobasierten PU-Harzes mit hochfesten Celluloseregeneratfasern bzw. Hybridfasern im kontinuierlichen Pultrusionsverfahren und zeigte die Verarbeitbarkeit der Materialien und die Stabilität des Verfahrens im 24 h Produktionsbetrieb auf einer industriellen Anlage. Zur Erreichung der Ziele wurde an folgenden Entwicklungsgebieten gearbeitet: • Großtechnische Verarbeitung biobasierter Polyisocyanate: Unter anderem musste hier eine passende Verarbeitungsviskosität für die homogene Vermischung und sowie eine Kompatibilität der einzelnen Harzsystembestandteile sichergestellt werden. Des Weiteren musste die Reaktivität des Harzsystemes eine ausreichende Verarbeitungszeit sicherstellen. • Biobasierte Faser und vollständige Imprägnierung: Die Herausforderung bestand in der Entwicklung einer hochfesten biobasierten Faser und seiner Schlichte, welche sich bei der idealen Verarbeitungsviskosität möglichst vollständig imprägnieren lässt, um eine höchstmögliche Kraftübertragung zu gewährleisten. • Industrielle Pultrudatherstellung: Die Arbeiten in den Entwicklungsarbeitspaketen wurden anschließend auf ihre Industrietauglichkeit an einer industriellen Anlage überprüft. Der Prozess wurde einer Ökobilanzierung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung unterzogen. Erste Anwendungen wurden erprobt. | Dr. Frank Hermanutz Tel.: +49 711 9340-140 frank.hermanutz@ditf.de Deutsche Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) - Institut für Textilchemie und Chemiefasern (ITCF) Körschtalstr. 26 73770 Denkendorf | X | |
| 01.07.2016 | 31.12.2019 | 22003715 | Verwendung von schwachem Laubholz für die Produktion von Brettsperrholz - Akronym: BSP-Laub | Der naturnahe und standortangepasste Waldbau führt in Deutschland zu einem starken Anstieg der Laubholzvorräte. Der Anteil der stofflichen Nutzung von Laubholz sank jedoch in den letzten Jahren auf 8,5 % des jährlichen Gesamtaufkommens. Das vorliegende Vorhaben soll, zur Ausweitung des stofflichen Nutzungspotentials von Laubholz, den Einsatz für konstruktive Verwendungen erreichen und folgende Produktinnovationen ermöglichen: Erhöhung der Dimensionsstabilität von Laub-Schwachholz durch neuartige Holzmodifizierungsverfahren und Herstellung von Vollholzwänden, sogenannten Brettsperrholzelementen (BSP), aus Laub-Schwachholz und minderen Holzqualitäten. Das Konsortium deckt die gesamte Wertschöpfungskette des Produktes "BSP aus schwachem Laubholz" ab: Vom Rohstofferzeuger über Einschnitt und Trocknung bis hin zur industriellen Verarbeitung. Das übergeordnete technische Projektziel ist die Realisierung einer BSP-Wand aus schwachem Laubholz. Eine Verwendung als Konstruktionsmaterial war aufgrund der geringen Dimensionsstabilität von Buchenholz bislang nur sehr eingeschränkt möglich. Die Erhöhung der Dimensionsstabilität soll in diesem Projekt durch neuartige chemische Modifizierungsverfahren des Holzes realisiert werden, welche sich durch geringe Rohstoff- und Prozesskosten auszeichnen und zugleich eine ausreichende Stabilisierung des Laubholzes erreichen. Die uneingeschränkte Nutzbarkeit von Laub-Schwachholz für BSP-Anwendungen soll somit gewährleistet werden. Die im Projekt gewonnenen Ergebnisse münden in der Herstellung eines Laubholz-Brettsperrholz-Prototyps, an dem die produktspezifischen Eigenschaften getestet werden. (AP0): Projektmanagement (AP1): Literatur- und Marktrecherche (AP2): Auswahl geeigneter Modifizierungen und Verklebungen (AP3): Auswahl und Testen von BSP-Varianten im Labormaßstab (AP4): Übertragung der Ergebnisse auf die Brettsperrholzproduktion – Herstellung eines Prototyps (AP 5): Veröffentlichung, Marketing und Wirtschaftlichkeitsanalyse | Prof. Dr. Bertil Burian Tel.: +49 7472 951-148 burian@hs-rottenburg.de Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Schadenweiler Hof 72108 Rottenburg am Neckar | X | |
| 01.08.2017 | 31.12.2020 | 22003717 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte Polyurethan Verstärkungslamelle mit Cellulosefasern für Holzkonstruktionen; Teilvorhaben 4: Prozessentwicklung zur Herstellung der Verstärkungslamellen - Akronym: PULaCell | Gesamtziel des Vorhabens PULaCell war die erstmalige biobasierte Lösung einer Verstärkungslamelle für Holzkonstruktionen, welche die in der Außenanwendung im Baubereich notwendigen Funktionalitäten Bewitterungsstabilität und Flammschutz bereits intrinsisch beinhaltet und mechanisch die notwendigen Zugkräfte aufnehmen kann. Dazu kombinierte PULaCell die hervorragenden Eigenschaften eines neuentwickelten biobasierten PU-Harzes mit hochfesten Celluloseregeneratfasern bzw. Hybridfasern im kontinuierlichen Pultrusionsverfahren und zeigte die Verarbeitbarkeit der Materialien und die Stabilität des Verfahrens im 24 h Produktionsbetrieb auf einer industriellen Anlage. Zur Erreichung der Ziele wurde an folgenden Entwicklungsgebieten gearbeitet: • Großtechnische Verarbeitung biobasierter Polyisocyanate: Unter anderem musste hier eine passende Verarbeitungsviskosität für die homogene Vermischung und sowie eine Kompatibilität der einzelnen Harzsystembestandteile sichergestellt werden. Des Weiteren musste die Reaktivität des Harzsystemes eine ausreichende Verarbeitungszeit sicherstellen. • Biobasierte Faser und vollständige Imprägnierung: Die Herausforderung bestand in der Entwicklung einer hochfesten biobasierten Faser und seiner Schlichte, welche sich bei der idealen Verarbeitungsviskosität möglichst vollständig imprägnieren lässt, um eine höchstmögliche Kraftübertragung zu gewährleisten. • Industrielle Pultrudatherstellung: Die Arbeiten in den Entwicklungsarbeitspaketen wurden anschließend auf ihre Industrietauglichkeit an einer industriellen Anlage überprüft. Der Prozess wurde einer Ökobilanzierung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung unterzogen. Erste Anwendungen wurden erprobt. | Prof. Dr.-Ing. Christian Bonten Tel.: +49 711 685-62811 christian.bonten@ikt.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart - Fakultät 4 Energie-, Verfahrens- und Biotechnik - Institut für Kunststofftechnik (IKT) Pfaffenwaldring 32 70569 Stuttgart | X | |
| 01.08.2017 | 31.12.2020 | 22003817 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte Polyurethan Verstärkungslamelle mit Cellulosefasern für Holzkonstruktionen; Teilvorhaben 5: Betrieb der Pilot-Pultrusionsanlage und Prozessbewertung - Akronym: PULaCell | Gesamtziel des Vorhabens PULaCell war die erstmalige biobasierte Lösung einer Verstärkungslamelle für Holzkonstruktionen, welche die in der Außenanwendung im Baubereich notwendigen Funktionalitäten Bewitterungsstabilität und Flammschutz bereits intrinsisch beinhaltet und mechanisch die notwendigen Zugkräfte aufnehmen kann. Dazu kombinierte PULaCell die hervorragenden Eigenschaften eines neuentwickelten biobasierten PU-Harzes mit hochfesten Celluloseregeneratfasern bzw. Hybridfasern im kontinuierlichen Pultrusionsverfahren und zeigte die Verarbeitbarkeit der Materialien und die Stabilität des Verfahrens im 24 h Produktionsbetrieb auf einer industriellen Anlage. Zur Erreichung der Ziele wurde an folgenden Entwicklungsgebieten gearbeitet: • Großtechnische Verarbeitung biobasierter Polyisocyanate: Unter anderem musste hier eine passende Verarbeitungsviskosität für die homogene Vermischung und sowie eine Kompatibilität der einzelnen Harzsystembestandteile sichergestellt werden. Des Weiteren musste die Reaktivität des Harzsystemes eine ausreichende Verarbeitungszeit sicherstellen. • Biobasierte Faser und vollständige Imprägnierung: Die Herausforderung bestand in der Entwicklung einer hochfesten biobasierten Faser und seiner Schlichte, welche sich bei der idealen Verarbeitungsviskosität möglichst vollständig imprägnieren lässt, um eine höchstmögliche Kraftübertragung zu gewährleisten. • Industrielle Pultrudatherstellung: Die Arbeiten in den Entwicklungsarbeitspaketen wurden anschließend auf ihre Industrietauglichkeit an einer industriellen Anlage überprüft. Der Prozess wurde einer Ökobilanzierung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung unterzogen. Erste Anwendungen wurden erprobt. | Dipl.-Ing. Herbert Engelen Tel.: +49 721 4640-755 herbert.engelen@ict.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie (ICT) Joseph-von-Fraunhofer-Str. 7 76327 Pfinztal | X | |
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22004216 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 2: Feuchte- und Wärmeschutz - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Dr. rer. silv. Wolfram Scheiding Tel.: +49 351 4662-280 wolfram.scheiding@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.07.2017 | 31.03.2021 | 22004617 | Verbundvorhaben: Mikrostrukturmodellierung zur Optimierung holzfaserbasierter Wärmedämmstoffe; Teilvorhaben 3: Optimierung und Dokumentation der industriellen Produktionsverfahren - Akronym: LowLambda | Ziel des Vorhabens ist die grundständige Untersuchung der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit holzfaserbasierter Dämmstoffe von der Mikrostruktur des Materials. Auf eine im Projekt zu erstellende, detaillierte morphologische Modellierung auf Basis von µCT werden zu entwickelnde Algorithmen zur Modellierung der Wärmeübertragung angewandt, die neben der Wärmeleitung durch den Feststoffanteil auch Strahlung und Konvektion berücksichtigen. Die Modelle werden durch umfangreiche Messungen an einer breiten Materialvariation validiert. Mit Methoden des virtuellen Materialdesigns werden Potentiale zur Minimierung der Wärmeleitfähigkeit detektiert. Durch eine präzise Dokumentation der Produktionsparameter während der Probenherstellung werden während der Projektlaufzeit Korrelationen zwischen der Faser- und Werkstoffstruktur und den Herstellbedingungen gesucht, durch deren Kenntnis die Produktion von gezielt veränderten Faser- und Werkstoffstrukturen ermöglicht wird. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Verbundpartner wird eine umfassende Aufklärung der Zusammenhänge zwischen den Produktionsparametern, der Fasermorphologie, den Struktureigenschaften des Materials und der daraus resultierenden Wärmeleitfähigkeit erwartet. Die Arbeiten im Teilvorhaben 3 umfassen insbesondere die Herstellung unterschiedlicher Fasertypen und Plattenmaterialien. Dabei werden zunächst Verfahren nach dem Stand der Technik angewendet, auf deren Grundlage die im TV 1 und 2 vorzunehmenden Charakterisierungen und Modellbildungen entwickelt werden. Im weiteren Projektverlauf erfolgt dann eine systematische Variation der Produktionsparameter um die Bandbreite an möglichen, herstellbaren Faserstrukturen zu untersuchen. In einem letzten Optimierungsschritt werden schließlich gezielt Fasermorphologien und Fasernetzwerke hergestellt, die entsprechend dem virtuellen Materialdesign in TV 2 eine verringerte Wärmeleitfähigkeit bei gleichzeitig gebrauchstauglichen Festigkeiten aufweisen. | Dr. Michael Makas Tel.: +49 89 99155134 m.makas@steico.com Steico SE Otto-Lilienthal-Ring 30 85622 Feldkirchen | X | |
| 01.12.2016 | 31.10.2020 | 22004716 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 4: Brandschutz/Glimmen - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jochen Zehfuß Tel.: +49 531 391-5441 j.zehfuss@ibmb.tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 3 - Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften - Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz Beethovenstr. 52 38106 Braunschweig | X |
| 01.10.2017 | 31.03.2020 | 22004817 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Extrudierte und Co-extrudierte Profile aus pflanzenreststoffverstärkten Biokunststoffen für Fenster und weitere architektonische Anwendungen; Teilvorhaben 2: Materialentwicklung und -prüfung sowie Profilextrusion - Akronym: Bio-Profile | Die Aufgabenstellung des TV bestand darin, Materialien zur Extrusion von Fassadenprofilen auf Basis von Biokunststoffen und agrarischen Reststoffen, z. B. Weizenstroh, zu entwickeln, wobei der Schwerpunkt auf der Entwicklung flammgeschützter Materialien lag. Die Rezepturen wurden mittels Compoundierung hergestellt und auf einem Profilextruder zu Fassadenprofilen ("Bioprofilen") weiterverarbeitet. Um eine möglichst geringe Menge an Flammschutzmitteln einsetzen zu müssen, sollten diese nur in eine co-extrudierte Schicht eingebracht werden. Somit war es ein weiteres Ziel, die Parameter für die Co-Extrusion optimal einzustellen und prüfbare Profile herzustellen. Zum Flammschutz von lignocelluloseverstärkten Biokunststoffen sind einige grundlegende Kenntnisse vorhanden, jedoch existieren aktuell nur wenige Informationen zur Dauerhaftigkeit der Flammschutzwirkung. Daher wurde der Schwerpunkt in diesem TV auf die Untersuchung der Dauerhaftigkeit der Flammschutzwirkung in den extrudierten Profilen gelegt. Als Flammschutzmittel (FSM) wurden Ammoniumpolyphosphat (APP), expandierbarer Graphit und Magnesiumhydroxid für die Untersuchungen verwendet. Das TV 2 bestand aus den folgenden Versuchsserien: • Versuchsserie 1: Materialentwicklung für die co-extrudierte Schicht • Versuchsserie 2: Ermittlung der geeigneten Menge an FSM zur Verwendung in der co-extrudierten Schicht bei Hohlkammerprofilen sowie erste Untersuchungen zur Witterungsstabilität; • Versuchsserie 3: Vergleich der Wirksamkeit von FSM in der co-extrudierten Schicht bei Extrusion von Hohlkammerprofilen und Vollprofilen; • Versuchsserie 4: Vergleich der Wirksamkeit von FSM in der co-extrudierten Schicht und als Masseschutz bei der Extrusion von Vollprofilen. Neben der Flammschutzwirkung vor und nach einer künstlichen Bewitterung über 28 Tage im Xenon-Gerät wurden auch weitere Eigenschaften der Profile (u.a. mechanische, physikalische) ermittelt und mit den Anforderungen nach DIN EN 15534-5 und ETAG 028 abgeglichen. | Die Ergebnisse mit den Untersuchungen des Cone Calorimeters zeigten, dass die maximale Wärmefreisetzungsrate (pHRR) bei unbewitterten, co-extrudierten Profilen durch den Einsatz von FSM in der Co-Ex-Schicht um bis zu 49% reduziert werden kann. Die gesamte freigesetzte Wärme (THR600s) konnte durch die FSM um bis zu 42% reduziert werden. Der Entzündungszeitpunkt konnte um bis zu 90% verlängert werden. Nach einer 28-tägigen Bewitterung im Xenon-Gerät wurden die extrudierten Profile (Hohlkammer- und Vollprofile) wiederum im Cone Calorimeter untersucht. Zur Bewertung wurde die ETAG 028 (2012) herangezogen. Die Anforderungen der ETAG 028 konnten unter den Bedingungen nicht erfüllt und weder Klasse C noch B erreicht werden. Ein Grund für die Herausforderungen bei der Verarbeitung und hinsichtlich des Flammschutzes stellt die geringe thermische Stabilität des Weizenstrohs im Vergleich zu Holzmehl dar. Insgesamt kann schlussgefolgert werden, dass die FSM eine deutliche Wirkung zeigen, jedoch die Wärmefreisetzung aus den Profilen mit den verwendeten Materialien von vornherein sehr hoch ist. Weitere ausgewählte Eigenschaften der Compounds und Profile wurden ermittelt und mit den Anforderungen gemäß DIN EN 15534-5 abgeglichen. In einigen Fällen waren die Wasseraufnahme und thermische Ausdehnung bei Extrusion von Vollprofilen zu hoch.Die Farbe der extrudierten Profile wurde durch Zugabe der FSM nach einer künstlichen Bewitterung nachteilig verändert, wobei der ¿E teilweise Werte >10 erreichte. Die Verwendung von Weizenstrohmehl für die Profilextrusion ist mit verfahrenstechnischen Herausforderungen verknüpft. Das Material zersetzt sich unter den Bedingungen der Extrusion leicht und es besteht ein enges Verarbeitungsfenster. Es wurde festgestellt, dass die Verwendung von Holzmehl im Kern bei der Herstellung von Profilen mit Weizenstroh in der co-extrudierten Schicht vorteilhaft ist und zu einem stabileren Prozess führt. | Dr. Arne Schirp Tel.: +49 531 2155-336 arne.schirp@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.12.2016 | 30.06.2020 | 22004916 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 9: Nachhaltigkeitsbewertung - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Dipl.-Ing. Sebastian Rüter Tel.: +49 40 73962-619 sebastian.rueter@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Haidkrugsweg 1 22885 Barsbüttel | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2022 | 22004918 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 4: Verfahrensentwicklung und Entwicklung des Anlagenkonzeptes zur Fertigung von Hybridsperrholz - Akronym: HoBaCo | ZZiel des Projektvorhabens war die Entwicklung und Optimierung eines schwer entflammbaren Hybrid-Verbundwerkstoffes aus Laubholzfurnieren und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) für den Einsatz als Baustoff im konstruktiven Brandschutz unter Berücksichtigung einer deutlichen Reduzierung von Bauteildicken bzw. -massen, sowohl im Gebäudebau als auch im Fahrzeugbau. Die Holzfurniere sollten aus Rotbuchen- und Birkenholz bestehen, da die Substitution von Nadelholz im Fokus des Forschungsprojektes liegt. Als Verstärkung wurden textile Basaltfasergewebe verwendet, die auf Grund ihrer hervorragenden thermischen Beständigkeit bereits im Bereich des Brandschutzes zum Einsatz kommen. Als Bindemittel bzw. Matrixmaterial wurde ein anteilig biobasiertes Phenolharz weiterentwickelt. Hierzu war es notwendig eine entsprechend kompatible Faserschlichte zu entwickeln, welche eine geeignete Haftvermittlung zwischen den Basaltfasern und dem neu entwickelten biobasierten Bindemittel bzw. Matrixmaterial erzeugt. Darüber hinaus wurde sowohl der Aufbau des textilen Gewebes als auch die Faserorientierung innerhalb des Holzfurniers aus mechanischer Sicht evaluiert und bemessen. Unter Berücksichtigung der Normung wurden im Rahmen des Projekts zudem Entwicklungen in Bezug auf die Brandfestigkeit des Werkstoffes durchgeführt und diese mittels der vorgesehenen Prüfverfahren in Anlehnung an DIN 4102 (Bauwesen) und DIN EN 45545-2 (Schienenfahrzeuge) charakterisiert. Mithilfe des neuen Hybrid-Verbundwerkstoffes sollten Werkstoffe im Bereich des Brandschutzes substituiert werden (z. B. druckimprägnierte Sperrhölzer), deren Anwendung durch umweltschädliche oder gesundheitsgefährdete Inhaltsstoffe langfristig Probleme aufwirft. Im Projekt sollten hierzu ausschließlich unbedenkliche Flammschutzmittel auf Basis reaktiver, organischer Phosphor- und Borverbindungen im Bindemittel eingesetzt und die Konzentration des Imprägniermittels reduziert werden. | Die Prozessparameter zur Herstellung von Furnierplatten mittels vorgelagerter Prepreg-Herstellung beim Projektpartner Röchling wurden ermittelt. Dazu erfolgte die Entwicklung geeigneter Konzepte zur Bauteilherstellung unter Einbezug der technischen Möglichkeiten des Projektpartners zu einer Vorzugsvariante: "Furnierplattenherstellung mittels Prepregs". Die Vorzugsvariante besteht aus: 1. Tränken der durch DBF hergestellten Gewebe 2. mit dem durch IAP entwickeltem Harzsystems mittels Auftragswalzen 3. Trocknen der Gewebe und Herstellung von Prepregs 4. Ablängen der Prepregs in Abhängig der Größe der herzustellenden Furnierplatten 5. Einlage der Prepregs in die Furnierherstellung 6. Verpressen des Verbundes Prepreg-Furnier zu Platten Zur Überführung der Konzeptentwicklungen "Furnierplattenherstellung mittels Prepregs" entwickelten Konzepte in eine Vorzugsvariante, wurden die Varianten: - Handlaminat - Prepreg durch Prepreg-Pressen - Handlaminat-Pressen - Prepreg durch Prepreg-Pressen - Vakuum-unterstütztes Pressen auf ihre Prozesstauglichkeit hin untersucht. Die Auswertung der Prozesse im Hinblick auf ihre Serientauglichkeit ergab die oben beschriebene Vorzugsvariante. Zur sicheren und reproduzierbaren Herstellung von Demonstrator-Platten beim Projektpartner Röchling wurden die wichtigsten Prozessparameter durch labortechnische Untersuchungen bestimmt. Die Verfahrensparameter setzen sich aus Temperatur, Pressdruck und Presszeit zusammen. Hierzu wurden Probekörper erstellt und Versuchsreihen zu den jeweiligen Parametern durchgeführt. Die Qualität, der durch die Vorzugsvariante "Furnierplattenherstellung mittels Prepregs" entstanden Probekörper, wurde zusätzlich mittels geeigneter Prüfverfahren validiert. Hierbei hat sich die Validierung mittels Biegeversuch als besonders geeignet herausgestellt, da hierbei die Qualität des Haftverbunds zwischen Prepreg und Furnier direkt ermittelt werden konnte. | Dipl.-Ing. Torsten Blum Tel.: +49 351 42291-10 torsten.blum@ebf-dresden.de EBF Innovation GmbH Löbtauer Str. 69 01159 Dresden | X |
| 01.12.2016 | 31.10.2020 | 22005016 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 8: Wärmeschutz - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Manuela Fiedler Tel.: +49 3529 551-0 manuela.fiedler@ptspaper.de Papiertechnische Stiftung (PTS) Pirnaer Str. 37 01809 Heidenau | X |
| 01.02.2019 | 30.06.2022 | 22005018 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines multifunktionalen Klebstoffsystems zur Abbildung von Schadensszenarien in Holztragwerken; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Scale-Up eines Fügeprozesses von multifunktionellen Klebstoffen für den Holzbau sowie der Charakterisierung der sensorischen Funktionalität - Akronym: SmartTimbA | Das Verbundprojekt SmartTimbA (Smart Timber Adhesives) befasste sich mit der Entwicklung eines multifunktionellen Holzklebstoffsystems. Dessen vernetzte Klebstofffuge in Holztragwerken soll nicht nur fügende, sondern auch messtechnische Aufgaben übernehmen. Damit soll die in anderen Baubereichen bereits übliche Technik der Langzeitüberwachung für Holztragwerke weiter erschlossen werden. Vorteile dieses Ansatzes bestehen darin, dass (1) der Sensor in die Struktur integriert wird und (2) die Sensorintegration bereits in der Fertigung eingesetzt werden kann und nicht als zusätzlich einzufügender diskreter Sensor, wie aktuell im Structural Health Monitoring (SHM) üblich. Das Vorhaben wurde als Kooperationsprojekt zwischen der Hochschule für nachhaltige Entwicklung in Eberswalde (HNEE) und der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen (WHS) realisiert. Zentrale Zielsetzung des Teilprojektes an der HNEE war die Entwicklung und das Scale-Up der Prozesstechnik zur reproduzierbaren Herstellung ökonomisch relevanter Holzklebstofffugen sowie der Charakterisierung der Sensitivität in den geklebten Verbundprüfkörpern. | Das Teilprojekt erzielte folgende Ergebnisse: 1) Identifizierung wesentlicher Einflussgrößen in der Prozessierung der Rohmaterialien hin zu einer festen, multifunktionalen Klebefugen: a. Füllstoffart, Klebstoffpolymer, Dispersionstechnik und –parameter b. Höhere Füllstoffzusätze verringerten die Varianz und elektrische Drift unter Last c. Weniger Pressdruck und längere Presszeiten erzeugten geringere Widerstände d. Die Drucksensitivität konnte nicht wesentlich beeinflusst werden e. Höhere Klebstoffauftragsmenge, höhere Presstemperatur und längere Presszeiten verbesserten die Sensoreigenschaften 2) Verformungen im Holzbauteil erzeugen reproduzierbare piezoresistive Reaktionen in der ausgehärteten Klebefuge, die auf eine elektromechanische Kopplung auf mikroskopischer Ebene des Füllstoff-Polymer-Komposits entstehen 3) die orthotropen Eigenschaften von Holz wirken sich auf die Amplitude der piezoresistiven Reaktion aus, wodurch die Position und Ausrichtung der multifunktionalen Fuge und die Kontaktierungsrichtung entscheidende Kriterien für die sensorische Amplitude sind 4) erfolgreiche Skalierung der Prüfkörper von Labormaßstab hin zu 2m langen Brettschichtholzträgern, in denen Zug-, Druck- und Scherspannungen in der Klebefuge mittels piezoresistiver Reaktion an lokal verteilten Klebstoff-Sensorflächen gemessen werden konnten Darüber hinaus wurden folgende neue Herausforderungen identifiziert: a) Zuverlässigere Kontaktierungen der Klebefuge nach der Fertigung b) Unklarheit über die Einflussgrößen auf de elektrischen Drift der belasteten und unbelasteten Bauteile c) die Nutzbarmachung von impedanzspektroskopischen Messungen, die zwar einerseits durch optimale Frequenzbänder die Zuverlässigkeit der gefertigten Sensoren erhöht hat, sich jedoch fehleranfälliger herausgestellt hat d) die weitergehende Differenzierung von Luft- und damit Holzfeuchte sowie Temperatur auf die Messungen | Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwarz Tel.: +49 3334 657-370 ulrich.schwarz@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde - Fachbereich III - Fachgebiet Gestaltung, Konstruktion und Herstellung von Produkten aus Holz Alfred-Möller-Str. 1 16225 Eberswalde | X |
| 01.03.2016 | 31.10.2020 | 22005115 | Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 2: Eigenschaftsprüfung - Akronym: EleiK | Die Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur. | In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt. | Prof. Dr.-Ing. Hendrike Raßbach Tel.: +49 3683 6882-112 h.rassbach@fh-sm.de Hochschule Schmalkalden - Fakultät Maschinenbau - Forschungsgruppe nachwachsende Rohstoffe Blechhammer 4-9 98574 Schmalkalden | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2022 | 22005118 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 2: Technologie- und Werkstoffentwicklung für Holzfurnier-Basaltfaser-Composite - Akronym: HoBaCo | Im Projekt sollte ein Verbundwerkstoff aus Rotbuchenfurnier und Basaltfasertextil, verbunden bzw. imprägniert mit einem biobasierten Phenolharz, entstehen. Zur Werkstoffentwicklung wurden in diesem Teilprojekt sämtliche mechanische Kennwerte der Einzelkomponenten (Furnier) und des entstandenen Verbundes bei zwei unterschiedlichen Klimabedingungen bzw. Materialfeuchten ermittelt. Darüber hinaus sollte der Verbundwerkstoff hinsichtlich der schwingungsrelevanten Eigenschaften sowie des Brandverhaltens untersucht werden. Für eine entsprechend reproduzierbare Fertigung des Verbundwerkstoffes sollte eine geeignete Technologie unter der Berücksichtigung verfahrensrelevanter Parameter (z. B. Temperatur, Zeit und Pressdruck) entwickelt werden. Letztendlich sollte die Herstellung von Demonstratorplatten erfolgen, welche mithilfe von mechanischen, akustischen und brandtechnischen Prüfungen zu testen und zu bewerten waren. | Durch Screeningversuche unter der Materialpaarung Furnier und Harzsystem konnten geeignete Verarbeitungsparameter (Temperatur, Zeit) für die Herstellung der zu entwickelnden Verbundwerkstoffe evaluiert werden. Schließlich konnten sowohl im Technikumsmaßstab als auch im semi-industriellen Maßstab Hybridwerkstoffe aus Rotbuchenfurnier, Basaltgewebe und Phenolharz mit einer angepassten technologischen Verfahrensweise gefertigt werden. Die wesentlichen Stufen der angewendeten Verfahrensweise bestanden darin, zunächst die Furnierlagen beidseitig mit dem Harz zu beschichten und das Harz am Furnier vorzuhärten. Ebenso wurde das Basaltfasergewebe mit dem gleichen Harz imprägniert und das Harz im Gewebe vorkonsolidiert. Somit entstanden zwei transport- und lagerfähige Halbzeuge (Prepregs), welche final entsprechenden geschichtet und zum Verbundwerkstoff thermo-mechanisch verpresst werden konnten. Der Letztendliche hybride Verbundwerkstoff bestand aus einem Sperrholzkern und einer symmetrischen beidseitigen Faserverstärkung mit unterschiedlichen Verstärkungsgraden. Die Prüfungen der Werkstoffeigenschaften zeigten deutliche Steigerungen bei den statischen und dynamischen Eigenschaften der verstärkten Sperrhölzer im Vergleich zum unverstärkten Sperrholz. Mit zunehmendem Verstärkungsgrad verbesserten sich auch die zeitabhängigen Kenngrößen. Die Verstärkungsmaßnahmen führten zwar hinsichtlich der mechanischen und akustischen Eigenschaften nicht zu einer Klimaunabhängigkeit des Gesamtverbundes, allerdings ist zu erwarten, dass beim bauteilspezifischen Einsatz verstärkter Sperrholzplatten eine Wassereinlagerung in das Sperrholz durch das Verstärkungstextil überwiegend verhindert wird. Weder durch die textile Beschichtung noch mit dem Harz zugemischtem Flammschutzmittel konnte die Baustoffklasse der Hybridplatten im Vergleich zum unverstärkten Sperrholz verbessert werden. D. h., eine B1-Einstufung (schwerentflammbarer Baustoff) wurde nicht erreicht. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38100 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | X |
| 01.03.2016 | 31.10.2020 | 22005215 | Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 3: Applikationsentwicklung - Akronym: EleiK | Die Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur. | In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt. | Andreas Mühlenbein Tel.: +49 2952 816-471 andreas.muehlenbein@meisterwerke.com MeisterWerke Schulte GmbH Johannes-Schulte-Allee 5 59602 Rüthen | X |
| 01.09.2017 | 31.08.2019 | 22005217 | Verbundvorhaben: Entwicklung von neuen Bindemitteln sowie Farben und Lacke auf der Grundlage von vergilbungsarmen Leinöl; Teilvorhaben 2: Entwicklung von helltönigen vergilbungsarmen Farben auf der Basis vergilbungsarmer Bindemittel - Akronym: Farben | Lacke und Farben sind Bestandteile von Anstrichsystemen der verschiedensten Materialien zum Schutz vor äußeren Einflüssen wie Wasser, Wind, Sauerstoff oder auch mechanischen Beanspruchungen. Zur Herstellung von Lacken und Farben werden Bindemittel eingesetzt. Im Bereich der Naturfarben werden vorrangig oxidativ trocknende Öle, hauptsächlich Leinöl als Rohmaterial eingesetzt. Leinöl hat den Vorteil, dass es in ausreichenden Mengen zur Verfügung steht und relativ preiswert ist. Allerdings neigt Leinöl, wie andere schnell trocknende Öle auch, zur Vergilbung. Diese unerwünschte Eigenschaft führt dazu, dass bis heute die hellen Farbtöne bei Farben und Lacken aus Basis von natürlichen Ölen nicht hergestellt werden können. Im Zuge des Verbundvorhabens wurde durch den Partner ein Verfahren zur Behandlung von Leinöl entwickelt, das es ermöglichen soll vergilbungsarmes Leinöl herzustellen. Ziel des Forschungsvorhabens der Biopin Processing GmbH war es, auf Grundlage des vergilbungsarmen Leinöls Bindemittel zu entwickeln, die sich zur Herstellung von Farben und Lacken eignen. In einem nächsten Schritt sollten aus den entwickelten Bindemitteln, helle und vergilbungsarme Farben und Lasuren hergestellt werden. | Im Teilvorhaben 2 des Verbundvorhabens mit der PPM e.V. erfolgte durch die Biopin Processing GmbH die Entwicklung von Bindemitteln auf Basis des behandelten Leinöls. Anschließend wurden Farben und Lacke auf Basis der entwickelten Bindemittel formuliert. Zur Bewertung der Eigenschaften des behandelten Leinöls wurden zunächst einfache weiße Ölfarben anhand einer Richtformulierung hergestellt. Im direkten Vergleich zu einer Ölfarbe aus unbehandeltem Leinöl konnte gezeigt werden, dass das behandelte Öl verbesserte Trocknungseigenschaften besitzt. Die Benetzungseigenschaften des behandelten Öls sind im Vergleich etwas schlechter. Anschließend wurden verschiedene Bindemittel auf Basis des behandelten Leinöls hergestellt. Hierfür wurde das Öl gemeinsam mit weiteren Rohstoffen bei einer Temperatur von 270-290°C bis zu einer bestimmten Viskosität gekocht. Abhängig von den gewünschten Einsatzgebieten wurden neben dem behandelten Leinöl noch modifiziertes Kolophonium und andere oxidativ trocknende Öle zugegeben. Die Bindemittel auf Basis des modifizierten Leinöls weisen im Vergleich eine etwas hellere Farbe auf. Grundsätzlich lässt sich das behandelte Leinöl direkt in bestehende Prozesse auf Basis von Leinöl einbauen, ohne den Produktionsprozess anzupassen. Die Eigenschaften der hergestellten Bindemittel entsprechenden denen der Bindemittel auf Basis von unbehandeltem Leinöl. Die Bindemittel lassen sich gut in bestehende Produktionsprozesse einbauen. Die hergestellten Farben und Lacke weisen eine schnellere Trocknungszeit auf. Durch den Einsatz des behandelten Leinöls lassen sich die Zugabemengen von Trockenstoffen um bis zu 30% reduzieren. Eine Verbesserung der Vergilbungseigenschaften der hergestellten Farben und Lacke ließ sich im Projektverlauf nicht nachweisen. Die Einsparung von Trockenstoffen hatte ebenfalls keinen positiven Einfluss auf die Vergilbung. | Patrick Steinbach Tel.: +49 4461 7575-19 patrick.steinbach@biopin.de Bio Pin Vertriebs-GmbH Linumweg 1-8 26441 Jever | X |
| 01.10.2015 | 31.12.2018 | 22005315 | Verbundvorhaben (FSP-Klebstoffe): Transglutaminase-quervernetzte Proteine als Bindemittel für Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 2: Verfahrensentwicklung - Akronym: TGProHol | Thema des geplanten Projektes ist die Anwendung und weitere Optimierung proteinbasierender Materialien zur Verwendung als Bindemittel zur Herstellung von Span-und Faserplatten. Im Rahmen einen Vorgängerprojektes (FKZ 22021807) wurde gezeigt, dass enzymatisch quervernetzte Proteine als Bindemittel im Formsandbau und zur Herstellung von Holzspanplatten geeignet sind. Als Enzym wurde das proteinquervernetzende Enzym Transglutaminase verwendet und optimiert. Die grundlegenden Forschungsergebnisse aus den Vorgängerprojekten sollen nun konsequent in neue Verfahren und Produkte umgesetzt, offene Fragen geklärt und das Bindemittel weiter optimiert werden. Das antragsgemäße Projekt kann die gesamte Wertschöpfungskette von den Rohstoffen über die Material- und Verfahrensentwicklung bis hin zu Produkten abbilden. Das antragsgemäße Projekt soll in enger Kooperation der Universität Halle mit dem Institut für Holztechnologie Dresden (IHD) durchgeführt werden, um das Know-How beider Institutionen zur Verfahrensentwicklung im jeweiligen Spezialgebiet nutzbar zu machen. Außerdem sind Industrieunternehmen eingebunden, die an der Produktentwicklung beteiligt sind. Die Entwicklung eines 2-Komponenten-Bindemittelsystems, die Enzymoptimierung sowie die Untersuchung zur Lokalisierung und Beschaffenheit des Bindemittels in den Holzwerkstoffen findet an der Universität Halle statt. Die Verfahrensentwicklung neuer Pressverfahren unter Verwendung proteinogener Rohstoffe und die Anwendungsuntersuchung wird am IHD mit den assoziierten Partnern durchgeführt. | Ziel des Projektes war die Weiterentwicklung eines alternativen Prozess zur Herstellung von Spanplatten unter Nutzung eines vollständig auf Proteinbasis generierten Zwei-Komponenten Bindemittels. Eine Komponente stellt eine kommerziell verfügbare Proteinpräparation und die andere Komponente ein Enzym, wie z. B. die mikrobielle Transglutaminase (mTG) dar. Diese dient als Substituent für Formaldehyd zur Ausbildung von kovalenten Bindungen zwischen den Proteinmonomeren. Im Rahmen des Vorgängerprojektes mit der FKZ 22021807 konnte bereits gezeigt werden, dass enzymatisch quervernetzte Proteine als Bindemittel im Formsandbau zu einer Verbesserung des Produktes hinsichtlich der Festigkeit führen können. Vor der Spanplattenherstellung erfolgten Versuche zur Ermittlung der Löslichkeit und Viskosität der Proteinlösungen. Im Rahmen des Projektes wurden Spanplatten mit verschiedenen Proteinen hergestellt. Allerdings erwies sich das Enzym als temperaturempfindlich und die Applikation sollte optimiert werden. Weiterer Projektgegenstand war die Entwicklung neuer Enzyme mit höherer Temperaturbeständigkeit, diese sollte auch bei der Spanplattenherstellung nachgewiesen werden. Neben Casein kam vorzugsweise Erbsenprotein als gut verfügbarerer und kostengünstigerer Rohstoff zur Anwendung. | Dr. Detlef Krug Tel.: +49 351 4662-342 detlef.krug@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 30.12.2017 | 31.03.2021 | 22005317 | Verwendung gebrauchter Holzfaser- und Holzspanplatten als alternative Rohstoffe zur Herstellung quellungsarmer Holzfaserplatten durch eine neue innovative Technologie - Akronym: CTMP-Recycling | Generelles Ziel des Projektes war die vermehrte stoffliche Nutzung gebrauchter Aminoplastharz gebundener Span- und Faserplatten zur Gewinnung von Recyclingfasern, um daraus neue Faserplatten herzustellen. Dabei sollten die Gebrauchtplatten sowohl thermomechanisch (TMP) als auch chemo thermomechanisch (CTMP-Prozess) aufgeschlossen und zerfasert werden, d.h. das Verfahren zur Gewinnung recycelter Fasern sollte integraler Bestandteil des Herstellungsprozesses für Faserplatten sein und kein vorgeschalteter Verfahrensschritt. Darüber hinaus zielte das Projekt darauf ab, die gewonnenen Recyclingfasern zur Herstellung von Faserplatten mit speziellen Eigenschaften, wie quellungsarme Platten zu nutzen. In diesem Zusammenhang sollte v.a. auch der Einfluss der beim TMP- und CTMP-Aufschluss entstehenden wasserlöslichen Extraktstoffe einschließlich der Abbauprodukte des ursprünglichen Bindemittels auf die Verleimbarkeit der recycelten Fasern untersucht werden. | Der thermohydrolytische Aufschluss industriell hergestellter UF-Harz-gebundener HDF führt je nach Aufschlussverfahren (TMP-, CTMP-Verfahren) und Aufschlussbedingungen zu einem unterschiedlich starken Abbau des Aminoplastharzes. Dies nimmt Einfluss auf die verleimungsrelevanten chemischen Eigenschaften der hergestellten Recyclingfasern. In Abhängigkeit von den gewählten Aufschlussbedingungen weisen die Recyclingfasern bis zu rund 20 % wasserlösliche Extraktstoffe auf, die u.a. auf Abbauprodukten des Bindemittels beruhen. Durch Waschen der Faserstoffe mit Wasser lassen sich z.T. große Mengen der Abbauprodukte entfernen. Es zeigte sich, dass eine teilweise Entfernung der Abbauprodukte durch Waschen der Fasern die physikalische Zugänglichkeit und die chemische Reaktivität der recycelten Fasern gegenüber dem Klebstoff PMDI begünstigt. Dies bietet sehr gute Voraussetzungen für die Herstellung von neuen hochdichten Faserplatten (HDF) mit speziellen Eigenschaften, wie quellungsarme Platten mit einer hohen Feuchtebeständigkeit der Verleimung. | Prof. Dr. Ursula Kües Tel.: +49 551 39-7024 ukuees@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Abt. Molekulare Holzbiotechnologie und Technische Mykologie Büsgenweg 2 37077 Göttingen | X |
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22005516 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 3: Schallschutz - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Prof. Dr. Andreas Rabold Tel.: +49 8031 805-2533 andreas.rabold@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Forschung und Entwicklung Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | X |
| 01.04.2016 | 31.03.2019 | 22005615 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Erarbeiten eines objektiven Verfahrens unter Berücksichtigung der Besonderheiten von Holz und Holzwerkstoffen bei der Bewertung ihres Einflusses auf die Innenraumluftqualität; Teilvorhaben 2: Vergleich von Untersuchungen in unterschiedlichen Prüfkammern - Akronym: HolnRaLu | Die Europäische Bauproduktenverordnung und nachstehende Regelungen erheben die Forderung nach einer unbedenklichen Innenraumluftqualität im Hinblick auf Schadstoffe und Geruch. Neben zahlreichen anderen Faktoren wird die Innenraumluftqualität von den verwendeten Bauprodukten beeinflusst. Um die Zielstellung einer schadstoffarmen Luftqualität schon bei der Planung berücksichtigen und gemessene Raumluftkonzentrationen bewerten zu können, bedarf es aussagekräftiger Angaben über die Emissionscharakteristik der eingesetzten Baustoffe. Nach Aussage von Industrieunternehmen und - verbänden finden sie auf nationaler wie auf EU-Ebene Bedingungen vor, die nicht immer die Planungssicherheit der Unternehmen gewährleisten und folglich ihrer Investitionsbereitschaft abträglich sind. Insbesondere hat sich herausgestellt, dass in Objekten, in denen lediglich als emissionsarm charakterisierte Bauprodukte verbaut wurden, Innenraumrichtwerte überschritten wurden. Diese Aspekte sollten im Rahmen dieses Forschungsprojektes dahingehend bearbeitet werden, dass auf Grundlage von Bauproduktuntersuchungen in Prüfkammern und über den Abgleich mit dem Verhalten der Materialien in praxisnaher Einbausituation Aussagen über die zu erwartende Realraumsituationen getroffen werden können. Im TV 1 erfolgten Untersuchungen an Modellhäusern. Die Ergebnisse sind in einem gesonderten Bericht beschrieben. Im TV 2 erfolgten Emissionsmessungen an Baumaterialien. Zusätzlich wurden analog zu den in den Modellhäusern verbauten Wänden Aufbauten hergestellt, deren Emissionsraten unter kontrollierten Bedingungen in Prüfkammern gemessen und die Ergebnisse anschließend mit denen der Bauteiluntersuchungen verglichen. Ein weiterer Aspekt ist die im AgBB vorgesehene, allerdings noch nicht vollzogene Bewertung des Geruches. Hier wurde die DIN EN 16000-28 zunächst im Rahmen einer Pilotphase ins AgBB aufgenommen. Es sollten daher ergänzend Geruchsmessungen erfolgen, um deren Praxistauglichkeit zu testen. | In diesem Projektteil wurde die Aussagekraft von Materialemissionsprüfungen im Hinblick auf komplexere Systeme (Wände) in Prüfkammern untersucht. Bei Letzteren kommen zu den Emissionseigenschaften der einzelnen Baumaterialien Wechselwirkungen zwischen den Einzelmaterialien zum Tragen. Es stellte sich heraus, dass die Ergebnisse der Materialuntersuchungen selbst unter diesen kontrollierten Bedingungen nur in einer Minderheit der Fälle Aussagen über das Verhalten des Systems erlauben. Prinzipiell sind jedoch Systemprüfungen in großen Kammern dazu geeignet, Wechselwirkungen zwischen den Materialien und den Einfluss der Bauweise berücksichtigen zu können. Diesem Konzept steht aber der enorme experimentelle Aufwand entgegen. Aussagen in Bezug auf reales Wohnverhalten werden vor dem Hintergrund der oben genannten Verhältnisse bei Modellsystemen auch in näherer Zukunft kaum ableitbar sein. Emissionsmessungen garantieren bestimmte Mindestanforderungen an Produkte bezüglich Inhaltsstoffen und Freisetzungsverhalten unter definierten Prüfbedingungen und es ist unstrittig, dass die Verwendung emissionskontrollierter Produkte signifikant zur Verbesserung der Raumluft beiträgt. Die Realexposition unter Wohnbedingungen kann aber nur durch Raumluftmessungen beurteilt werden. Ursachen für Mängel, die durch Raumluftuntersuchungen festgestellt werden, können dann rückwirkend mittels gezielter System- und Materialuntersuchungen gefunden und beseitigt werden. Im Wesentlichen wurden bezüglich der untersuchten Materialien Terpene, Aldehyde, Aceton und Essigsäure als Substanzen identifiziert, deren Freisetzungsverhalten der Einhaltung der o.g. Anforderungen im Wege stehen kann. Es war aber nicht Aufgabe des Projektes, Ableitungen von Anforderungen zu überprüfen. Auch eine Aussage, inwieweit die in den Untersuchungen verwendeten Produkte generell den Anforderungen genügen, kann auf Basis der Ergebnisse nicht beurteilt werden. Die Untersuchungen wurden durch Geruchsbewertungen ergänzt. | Dr. Jan Gunschera Tel.: +49 531 2155-352 jan.gunschera@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.12.2016 | 31.10.2020 | 22005616 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 5: Brandschutz/Glimmen - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Prof. Dr.-Ing. Björn Kampmeier Tel.: +49 391 886-4967 bjoern.kampmeier@hs-magdeburg.de Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) - Fachbereich Wasser, Umwelt, Bau und Sicherheit Breitscheidstr. 2 39114 Magdeburg | X |
| 01.12.2016 | 30.11.2019 | 22005716 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 6: Schallschutz - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Dr. Volker Wittstock Tel.: +49 531 592-1549 volker.wittstock@ptb.de Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) Bundesallee 100 38116 Braunschweig | X |
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22005816 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 11: Wärme- und Brandschutz - Akronym: NawaRoDaemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38101 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Holz- und Papiertechnik - Lehrstuhl für Holz- und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 32 01307 Dresden | X |
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 22006018 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Verfahren zur Verminderung der Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus Buchen-MDF; Teilvorhaben 1: Versuche zur Verminderung der Emission an flüchtigen organischen Säuren - Akronym: Buchen-MDF | Das Forschungsvorhaben hat das Ziel, die Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus mitteldichten Faserplatten (MDF) aus Buchenholz durch praxisrelevante Maßnahmen erheblich zu reduzieren und hierdurch den Anwendungsbereich von Buchen-MDF zu erweitern. Buchen-MDF in Tiefziehqualität mit einer verminderten Essigsäureabgabe bieten Vorteile im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von 3D-Möbelfronten für Küchen- und Badmöbel. Da das Buchenholz bzw. die Buchenholzfasern von sich aus bereits vergleichsweise arm an primären Extraktstoffen (Terpene, Fette, Harze) sind, wird erwartet, dass sich eine verminderte Essigsäureabgabe der Buchen-MDF positiv auf das Emissionsverhalten und das 3D-Beschichtungsverhalten der MDF unter Einsatz von Polyurethanklebstoffen (PU-Klebstoffe) auswirkt und das Risiko einer Delaminierung der PVC-Folien bei Verwendung von PU-Klebstoffen reduziert wird. Ferner soll durch eine verringerte Essigsäureemission die Feuchtebeständigkeit bzw. die Hydrolyseresistenz von mit Klebstoffen auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanaten (PMDI) verleimten Buchen-MDF erhöht werden. Dies kommt der Bestrebung der Holzindustrie entgegen, MDF stärker im Bauwesen zu verwenden. | Prof. Dr. Ursula Kües Tel.: +49 551 39-7024 ukuees@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Abt. Molekulare Holzbiotechnologie und Technische Mykologie Büsgenweg 2 37077 Göttingen | ||
| 01.12.2016 | 30.11.2019 | 22006216 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 7: Nachhaltigkeitsbewertung - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Simone Kraatz Tel.: +49 331 5699-856 sikraatz@atb-potsdam.de Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e. V. (ATB) Max-Eyth-Allee 100 14469 Potsdam | X |
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22006316 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 10: Nachhaltigkeitsbewertung - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Manuel Lorenz Tel.: +49 711 970-3172 manuel.lorenz@iabp.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart - Fakultät 2 Bau- und Umweltingenieurwissenschaften - Institut für Akustik und Bauphysik (IABP) - Abt. Ganzheitliche Bilanzierung (GaBi) Nobelstr. 12 70569 Stuttgart | X |
| 01.09.2015 | 31.12.2018 | 22006714 | Vorhaben (FSP-Emissionen): Identifikation und Verminderung der geruchsrelevanten Stoffe von Bauprodukten auf Basis von Holz und anderen nachwachsenden Rohstoffen für Anwendungen im Innenraum - Akronym: Geruchsemissionen | Ziel des Projektes ist die Erfassung und Vermeidung/Verminderung der VOC- und Geruchsstoffemissionen bei Holzwerkstoffen aus inhaltsstoffreichem und daher emissions- und geruchsintensivem Kiefernholz für den Dämmbereich (Holzfaserdämmplatten) sowie für den konstruktiven Baubereich (Grobspanplatten). Im Vorhaben konzentrieren sich die Untersuchungen auf strukturierte Holzwerkstoffe wie Grobspanplatten, weil sie vorwiegend aus frischem Kiefernholz hergestellt werden. Ferner stehen Faserdämmplatten aus Kiefernholz im Fokus der Untersuchungen, da bei der thermischen Belastung des Holzes während der Faserherstellung Sekundärreaktionen und damit geruchsrelevante Emissionen auftreten. Hierbei sollen die Geruchsemissionen, die sich aus der stofflichen Zusammensetzung des Rohstoffs in Verbindung mit verfahrenstechnisch unumgänglichen Prozessschritten (Heißtrocknung und -pressung) ergeben, reduziert werden. Wissenschaftliche und technische Ziele des Projekts liegen in der Identifizierung der geruchsrelevanten, für Fehlgerüche ursächlichen Emissionen an den unter industriellen Bedingungen gewonnenen Grobspänen und Faserstoffen sowie den daraus hergestellten Werkstoffen, der Ermittlung des Einflusses der verfahrensbedingten Prozessschritte (Heißtrocknung der Späne, thermo-mechanischer Holzfaseraufschluss, Heißpressen) auf die VOC- und Geruchsemissionen von Grobspanplatten und Faserdämmplatten sowie der Identifizierung geeigneter und in die Industrie umsetzbarer Verfahren zur Verminderung und/oder Vermeidung von Fehlgerüchen bei Holzwerkstoffen, z.B. Verminderung der Temperaturbeaufschlagung bei der Trocknung der Holzpartikel und dem Heißpressen, Modifizierung der Oberfläche der Grobspäne, chemische Modifizierung der Faserstoffe beim Holzaufschluss, Nachbehandlung der Grobspäne und Fasern, Einsatz von Additiven zur Geruchsbindung sowie Verhinderung von Sekundärrektionen. Die Modifizierungen sollten die mechanisch-technologischen Werkstoffeigenschaften dabei nicht reduzieren. | Der Großteil der Span- und Faserdämmplatten war eine moderate Quelle für flüchtige organische Verbindungen (Ausnahme: einige Faserplatten waren starke bis sehr starke Quellen). Die Hauptkomponenten der Spanplatten waren Essigsäure, alpha-Pinen, 3-Caren und diverse andere Terpen-Kohlenwasserstoffe in moderaten bis hohen Konzentrationen. Bei den Faserplatten waren es überwiegend die Carbonsäuren Ameisensäure und Essigsäure. Darüber hinaus wurden bei fast allen Proben die geruchsrelevanten Verbindungen Furfural, 1-Hydroxy-2-propanol, Dimethylstyrene sowie 4-Isopropylbenzaldehyd freigesetzt, die von der Nase detektiert wird. Die empfundene Intensität der Spanplatten lag in einem Intensitätsbereich von 5,3 bis 8,4 pi, die der Faserplatten zwischen 5,7 bis 9,2 pi. Ferner konnte kein nennenswerter positiver Effekt durch die Additive im Hinblick auf das chemische und sensorische Emissionsverhalten der Werkstoffe beobachtete werden. Die Ergebnisse der GC-O gehen mit den VOC-Ergebnissen und den Geruchsbeschreibungen der Probanden einher. Es konnten verschiedene geruchsverursachende Einzelsubstanzen wahrgenommen werden. Zumeist wurden die Proben als holzartig, säuerlich oder muffig beschrieben. Vor allem konnten gesättigte Aldehyde (z. B. Hexanal, Nonanal, Decanal), ungesättigte Aldehyde (z. B. trans-2-Octenal, trans-2-Nonenal), Säuren (zumeist Essigsäure) und diverse Terpene und Terpenoide (z. B. alpha-Pinen, 3-Caren, alpha-Terpineol) detektiert werden. Bei allen Proben konnte 1-Octen-3-ol bzw. 1-Octen-3-on wahrgenommen werden. Das pilzig riechende 1-Octen-3-ol konnte bei einzelnen Proben auch mittels GC-MS nachgewiesen werden. Der säureartige (eklig, schweißig) Geruch war teils auf Essigsäure aber auch auf weitere Säuren wie Butter-, Isobutter-, Pentan- oder Isopentansäure rückführbar. Der Geruch der Proben wurde zum Teil als würzig/geräuchert beschrieben. Hierfür kann das teils in Spuren detektierte Dimethylstyrene, aber auch Carvon verantwortlich sein. | Dr. Nina Ritter Tel.: +49 531 2155-353 nina.ritter@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.08.2017 | 31.03.2021 | 22006717 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Brandschutztechnische Grundlagenuntersuchung zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus; Teilvorhaben 3: Anlagentechnischer Brandschutz und Nachbrandverhalten - Akronym: TIMpuls | Ziel des Forschungsvorhabens "TIMpuls" war die die Bereitstellung einer vollständigen, wissenschaftlich begründeten Systematik, um die Verwendbarkeit tragender und raumbildender Holzbaukonstruktionen in mehrgeschossigen Gebäuden bis zur Hochhausgrenze zu ermöglichen. Durch das Vorhaben wurde nachgewiesen, dass durch die Verwendung der im Vorhaben beschriebenen Konstruktionen brandschutztechnisch gleichwertige Lösungen im Vergleich zu üblichen Konstruktionen aus Mauerwerk, Stahlbeton oder Stahl erreicht werden können. Das Teilvorhaben 3 beschäftigte sich im Besonderen mit dem Brandverhalten von Holzbauteilen in der abklingenden Brandphase. Im Rahmen von Laborversuchen, realmaßstäblichen Raum- und Großbrandversuchen in Norm-Brandöfen sowie der abschließenden Realbrandversuche wurde untersucht, inwiefern bekleidete und unbekleidete Holzbauteile, die durch eine Naturbrandeinwirkung bedingt in Brand geraten sind, wieder selbstständig verlöschen. Weiterhin wurde die Leistungsfähigkeit des Löschangriffes der Feuerwehr und anlagentechnischer Brandschutzmaßnahmen in Brandräumen in Holzbauweisen untersucht. Im Rahmen der Risikobeurteilung von mehrgeschossigen Gebäuden in Holzbauweisen wurde die semi-quantitative Risikomethode für Holzbauten der Gebäudeklasse 4 (FRIM-MAB-D) weiterentwickelt, sodass mit dieser eine risikogerechte Beurteilung von Holzbauten der Gebäudeklasse 5 möglich ist. Einen weiteren Schwerpunkt des Teilvorhabens bildeten die Beurteilungen der Umweltwirkungen und Ressourcennutzungen der entwickelten Brandschutzlösungen. Diese wurden mit üblichen Massivbau- und den derzeitigen Holzbaukonzepten in der Gebäudeklasse 5 verglichen. | Die Brandversuche belegen, dass der Entzündungsschutz der Holzbauteile im Naturband nur mit Brandschutzbekleidungen aus 2 x 25 mm dicken Gipskartonfeuerschutzplatten gewährleistet werden kann. Der Brandverlauf wird ohne Löschmaßnahmen und ohne Verlust des Raumabschlusses überstanden. Ohne Löschangriff muss bei geringeren Brandschutzbekleidungen von einer Entzündung der brennbaren Baustoffe unterhalb der Bekleidung ausgegangen werden. Das Vorgehen der Brandbekämpfungen, die Wirksamkeit unterschiedlicher Löschmethoden und insbesondere der Löschwasserdurchfluss wurden im Rahmen der Brandversuche dokumentiert. Weiterhin wurde die Dimensionierung und technische Leistungsfähigkeit von Wohnraumsprinklern im Holzbau grundsätzlich als anwendbar beurteilt. In Räumen in Holzmassivbauweise ist für das selbstständige Verlöschen der Flammenbrände der Anteil unbekleideter Wände und Decken maßgebend. In Raumbrandversuchen mit nur einer brennbaren Holzoberfläche wurde ein Selbstverlöschen der Flammenbrände und Abkühlen der Brandraumtemperaturen beobachtet, sofern die Brandquelle abgestellt wurde (Kiesbettbrenner) oder aufgezehrt ist (ca. 30 M.-% Brandleistung der Holzkrippe verbleibend). Die Ergebnisse zum Nachbrandverhalten bilden eine wesentliche Grundlage für die Erweiterung des in DIN EN 1991-1-2/NA enthaltenen Konzeptes zur Naturbrandbemessung, welches ein gemeinsames Kernziel der Verbundpartner des Vorhabens darstellt. Aus den Versuchsergebnissen wurden Bauteilaufbauten und Musterbrandschutzkonzepte definiert. Mithilfe der weiterentwickelten semi-quantitative Risikobeurteilung FRIM-MAB-D wurde nachgewiesen, dass die Verwendung von Holzbauteilen in den Gebäudeklassen 4 und 5 kompensiert werden kann und das geforderte, brandschutztechnische Sicherheitsniveau entsprechend der Musterbauordnung eingehalten wird. Eine ökologische Bilanzierung der Holzbauteile gegenüber üblichen Massivbauweisen belegt ein deutliches Potenzial zur Einsparung von Kohlenstoffdioxidemissionen. | Prof. Dr.-Ing. Björn Kampmeier Tel.: +49 391 886-4967 bjoern.kampmeier@hs-magdeburg.de Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) - Fachbereich Wasser, Umwelt, Bau und Sicherheit Breitscheidstr. 2 39114 Magdeburg | X |
| 01.08.2017 | 31.03.2021 | 22006917 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Brandschutztechnische Grundlagenuntersuchung zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus; Teilvorhaben 2: Beurteilung der brandschutztechnischen Leistungsfähigkeit von Bauteilen und Systemen - Akronym: TIMpuls | Das Forschungsvorhaben beschäftigt sich mit den Auswirkungen der Brennbarkeit des Baustoffes Holz auf die Erfüllung des bauordnungsrechtlichen Schutzniveaus. Es soll gezeigt werden, dass bei geeigneter Ausführung und Dimensionierung sowie Anordnung konstruktiver und ggf. anlagentechnischer Maßnahmen eine Gleichwertigkeit in Bezug auf das Schutzniveau für Holzbauwerke im Vergleich zu Bauwerken aus nichtbrennbaren Baustoffen erreicht werden kann. Das in den Bauordnungen definierte Schutzziel des Brandschutzes soll dabei ohne eine wesentliche Veränderung des Sicherheitsniveaus sichergestellt bleiben. Ziel ist die Bereitstellung einer vollständigen, wissenschaftlich begründeten Systematik, um die Verwendbarkeit tragender und raumbildender Holzbaukonstruktionen in mehrgeschossigen Gebäuden bis zur Hochhausgrenze zu ermöglichen. Durch das Vorhaben ist nachzuweisen, dass durch die Verwendung der im Vorhaben beschriebenen Konstruktionen brandschutztechnisch gleichwertige Lösungen im Vergleich zu den heute üblichen Konstruktionen aus Mauerwerk und Stahlbeton oder Stahlleichtbau erreicht werden können. Das TV 2 befasst sich mit der Erarbeitung von Informationen zum Feuerwiderstand von Holzbauteilen mittels Bauteilversuchen und numerischer Analysen. Mittels Raumbrandversuchen soll die Branddynamik bei Bränden in Holzbauweise mit ungeschützten und anfänglich geschützten Holzbauteilen untersucht werden. Es ist der Einfluss von ungeschützten Holzflächen auf die drei Brandphasen Brandentwicklung, stationäre Brandphase und Abkühlphase zu analysieren. Des Weiteren erfolgt mit zusätzlichen Raumbrandversuchen die Untersuchung des Bauteilverhaltens im Großmaßstab unter Beachtung von Element- und Bauteilanschlüssen. Hinsichtlich der numerischen Analysen steht Eingangs die Recherche von thermischen Materialkennwerten gängiger Baustoffe der Holzbauweise an. Im nächsten Schritt soll eine thermische Analyse von Holzbauteilen unter Norm- und Naturbrandbeanspruchung stattfinden. | Die durchgeführten Raumbrandversuche zeigten, dass ein Vorhandensein von struktureller Brandlast eine Änderung der Brandraumdynamik bei sonst ausschließlich mobiler Brandlast zur Folge hat. Mit den experimentellen Untersuchungen konnte festgestellt werden, dass sich durch die strukturelle Brandlast eine kürzere Brandentwicklungsdauer bis zum Eintritt des Flashovers und eine Steigerung der Wärmefreisetzungsrate ergab. Zudem wird durch die zusätzliche strukturelle Brandlast ein ventilations-gesteuertes Brandregime zu einem früheren Zeitpunkt im Brandverlauf erreicht. In der Versuchsreihe konnte ein Selbstverlöschen immer beim Verlöschen der mobilen Brandlast zuverlässig beobachtet werden, sofern nur die Decke oder eine Wand als ungeschützte Holzoberfläche ausgeführt wurde und sich die verbleibenden anfänglich geschützten Bauteile nicht am Brandgeschehen beteiligten. Die Schutzwirkung der Brandschutzbekleidungen zeigt keine nennenswerten Unterschiede zwischen der Gipsfaserplatte und der Gipsplatte Typ DF. Für die Kombination von mehrlagigen gegenüber einlagigen Brandschutzbekleidungen konnte in den Versuchen eine höhere Leistungsfähigkeit ermittelt werden. Als maßgebender Einflussparameter einer Brandschutzbekleidung unter Brandbeanspruchung ist jedoch die Gesamtdicke zu nennen. Die recherchierten thermischen Materialkennwerte für Nadelholz und Brandschutzbekleidung weisen oftmals Modifikationen auf, um den Effekt von physikalischen oder chemischen Vorgängen abzubilden. Die durchgeführten Simulationen unter Naturbrandbeanspruchung zeigen, dass für die Nachrechnung der Bauteiltemperaturen von Holz in der Abkühlphase die in der Literatur verfügbaren effektiven thermischen Kennwerte nur bedingt geeignet sind. Auf Grundlage von Messdaten aus Brandversuchen an Räumen in Holzbauweise erfolgte eine Erweiterung des vereinfachten Naturbrandmodells nach DIN EN 1991-1-2/NA bezüglich struktureller Brandlasten. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jochen Zehfuß Tel.: +49 531 391-5441 j.zehfuss@ibmb.tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 3 - Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften - Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz Beethovenstr. 52 38106 Braunschweig | X |
| 01.11.2018 | 31.10.2021 | 22006918 | Verbundvorhaben: Elementierte Fassadensysteme mit hybrider Laubholz-Glas-Verbundtragwirkung; Teilvorhaben 3: Klebung Glas-Faserkunststoffadapter - Akronym: Holz-Glas-Fassaden | Durch hochfeste Laubhölzer bzw. Laubholzprodukte und neue Verbindungstechniken sowie der Nutzung der Verglasung als Schubfeld können die Verglasungsanteile in Fassaden maximiert werden. Für eine anwendungsorientierte Weiterentwicklung werden die architektonischen und bauphysikalischen Aspekte parallel untersucht und eingebunden. In diesem Teilprojekt steht die Entwicklung einer hochfesten dauerbeständigen Verklebung zwischen Glas und Kunststoffadapterprofilen im Vordergrund. Anhand der Anforderungen wurde ein optimaler Kleber gefunden, der sich qualitätssicher anwenden lässt und dauerhafte Festigkeit sicherstellt. In einem parallelen Arbeitspaket wurde ein Adapterwerkstoff ausgewählt und entwickelt. in dem darauf folgenden Arbeitspaket wurden die Tragfähigkeit, Steifigkeit, Kriechneigung und Witterungsbeständigkeit der ahäsiven Verbindung experimentell ermittelt | Zunächst wurde ein Anforderungsprofil an die Klebstoffe und den glasfaserverstärkten Kunststoff als Adapterwerkstoff zur Anbindung an die Holzkonstruktion erstellt. Daraufhin wurden verschiedene Materialien ausgewählt und experimentell auf ihre Tragfähigkeit, Steifigkeit und Witterungsbeständigkeit hin untersucht. Dies umfasste die Versuchsplanung, Probenherstellung, Mechanische Prüfung bei RT und 80 °C, den Einfluss der Klebschichtdicke sowie Alterungsversuche. Es konnte ein optimaler Klebstoff für diese Anwendung herausgearbeitet werden. Die Untersuchungen im TV 3 beschränken sich auf Detailfragen und fließen in die Ergebnisse der gesamten Konstruktion der Holz-Glas-Fassadenelemente ein. Die Gesamtbetrachtung erfolgt mit Abschluss von TV 1. | Prof. Dr.-Ing. Bodo Fiedler Tel.: +49 40 42878-3038 fiedler@tuhh.de Technische Universität Hamburg - Maschinenbau - Institut für Kunststoffe und Verbundwerkstoffe Denickestr. 15 21073 Hamburg | |
| 01.08.2017 | 31.03.2021 | 22007017 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Brandschutztechnische Grundlagenuntersuchung zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus; Teilvorhaben 4: Durchführung großmaßstäblicher Brandversuche - Akronym: TIMpuls | Das Teilvorhaben 4 beinhaltet die Durchführung der großmaßstäblichen Realbrandversuche, die den Abschluss der gesamten Vorversuche im Projekt bilden. Diese wurden aufgrund logistischer Vorteile nicht am Institut für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge, sondern auf dem Gelände der Werkfeuerwehr der TU München bei Garching durchgeführt. Ziel der Großversuche war es, die wichtigsten Fragestellungen sowie Erkenntnisse aus den Vorversuchen des Projektes unter möglichst realistischen und kritischen Randbedingungen zu testen. Hierzu wurden insgesamt fünf Versuche mit unterschiedlichen Wand- und Deckenkonstruktionen durchgeführt, wobei die mobile Brandlastdichte mit 1.095 MJ/m² und der Öffnungsfaktor der Gebäude mit 0,095 m0,5 konstant blieben. Biogene brennbare Dämmstoffe wurden nicht eingesetzt. Weiterhin war der Bereich des abwehrenden Brandschutzes und der Fragestellung, ob die Anwendung des Baustoffes Holz als überwiegendes Konstruktionsmaterial einen Einfluss auf die taktische Vorgehensweise bei der Brandbekämpfung hat, Inhalt des Teilvorhabens des IBK. Hierfür wurde eine Literaturrecherche in internationalen Fachzeitschriften sowie Forschungsberichten in Ländern durchgeführt, die bereits Holz als Konstruktionsmaterial im mehrgeschossigen Bau nutzen. Für die Erfassung des allgemeinen Meinungsbildes bei den Feuerwehren zur aktuellen Entwicklung und zu den Herausforderungen des Holzbaus in Deutschland, wurde im Rahmen des Teilvorhabens eine Umfrage durchgeführt. Weitere Ziele dieser Umfrage waren die Evaluierung von möglichen praktischen Erfahrungen der Einsatzkräfte sowie die Identifikation von Bedürfnissen seitens der Feuerwehren, um eine effektive Brandbekämpfung in einem mehrgeschossigen Holzgebäude vornehmen zu können. Als Abschluss dieses Teilvorhabens wurden aus den Ergebnissen des Gesamtprojektes Empfehlungen für die Feuerwehren formuliert. | Die Temperatur-Zeit-Verläufe der Großversuche (GV) zeigen, dass der Brandverlauf bei den gewählten Randbedingungen in der ersten Phase des Brandes unabhängig vom Anteil der sichtbaren Holzoberflächen im Raum sehr ähnlich ausfallen und die max. Brandraumtemperaturen 1.200°C nicht überschreiten. Der Einfluss des Anteils an brennbaren Oberflächen in den Räumen wird erst in der Abkühlphase sichtbar, da diese mit steigendem Anteil an brennbaren Oberflächen länger andauert. Allerdings erzeugen die am Brandgeschehen teilnehmenden Wand- und Deckenkonstruktionen größere Rauchgasmengen sowie eine längere und intensivere Beanspruchung der sich über der Brandraumöffnung befindenden Fassade. Für die Brandbekämpfung waren nur moderate Mengen an Netzwasser notwendig. Für die gezielte Löschmittelapplikation erwies sich eine Wärmebildkamera als nützlich. Dennoch zeigen die GV auch, dass nach einem Brandereignis in einem Holzgebäude eine mehrfache Nachschau in engeren Zeitintervallen in die Einsatztaktik integriert werden sollte. Die Recherche in Ländern, in denen Holz in mehrgeschossigen Gebäuden flächendeckend eingesetzt wird, zeigte, dass die Feuerwehren ihre taktischen Maßnahmen bei der Brandbekämpfung geändert haben. Das führte zur zielgerichteten Anpassung der Aus- und Fortbildung. Die Empfehlungen für den abwehrenden Brandschutz der Länder im Umgang mit dem Holzbau beziehen sich jedoch oftmals nur auf die in den Ländern jeweilig vorkommende Art der Holzkonstruktion. Diesen Sachverhalt gilt es, bei der Übertragung auf D zu beachten. Die Umfrage in den Feuerwehrkreisen machte deutlich, dass die mit dem abwehrenden Brandschutz beauftragten Einheiten dem Holzbau sowie dessen Entwicklung in D grundsätzlich positiv eingestellt sind. Es werden aber Bedenken bzgl. der Gefahr von Hohlraumbränden und die Nutzung von brennbaren Dämmstoffen geäußert. Ferner benötigen die Feuerwehren als Vorbereitung auf die Brandbekämpfung im mehrgeschossigen Holzbau Ausbildungseinheiten und Übungen. | Dr.-Ing. Michael Neske Tel.: +49 392 9261-632 michael.neske@ibk.sachsen-anhalt.de Institut für Brand- und Katastrophenschutz Heyrothsberge - Institut der Feuerwehr - Abteilung Forschung Biederitzer Str. 5 39175 Biederitz | X |
| 01.06.2015 | 30.09.2017 | 22007113 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Charakterisierung von Holzstäuben bei der mechanischen Verarbeitung von Laubholz in der Holz- und Holzwerkstoffindustrie; Teilvorhaben 1: Werkstoffherstellung und -bearbeitung sowie (Staub-) Emissionsmessung - Akronym: LHSTox | Die Nutzung der enormen Rohstoffpotentiale an Laubhölzern könnte einen wesentlichen Beitrag zur Versorgung der Holzwerkstoffindustrie leisten. Hierzu müssen die im Pilotmaßstab entwickelten Produkte bis zur Marktreife weiter entwickelt werden. Neben den geforderten mechanisch-hygrischen Eigenschaften an laubholzbasierten Produkte, müssen aber auch Gesundheitsaspekte geklärt und ggf. gelöst werden, um die Produkte erfolgreich und nachhaltig am Markt platzieren zu können. Mit Abschluss des Projekts sollen durch das Zusammenführen der Ergebnisse aus allen Arbeitspaketen Handlungsempfehlungen entwickelt werden, die einen vermehrten Einsatz nachhaltig verfügbarer Laubholzsortimente in die industrielle Produktion vereinfachen sollen. Zudem soll das Projekt die Grundlage für eine systematische Analyse des human-toxischen Potentials von Holzstäuben liefern. Vor oben dargelegten Hintergrund sollen folgende wissenschaftlich/technische Arbeitspakete realisiert werden: 1. Erfassung der bei der mechanischen Verarbeitung von Laubhölzern freigesetzten Stäube, sowie ihre chemische und physikalische Charakterisierung 2. Charakterisierung der Exposition auf Basis geeigneter Modelle 3. Identifikation von Faktoren, die die in-vitro-toxikologische Bewertung von Holzstäuben beeinflussen | Die verstärkte Nutzung von Laubholz in der Holzindustrie forciert eine genaue Auseinandersetzung mit der Messung und Bewertung von Laubholzstäuben, da diese als karzinogene Stoffe eingestuft werden. In diesem Projekt wurden im Technikumsmaßstab und in zwei ausgewählten Betrieben (einem Sägewerk und einem Holzplattenhersteller) der deutschen Holzindustrie Partikel gemessen, die bei verschiedenen Schritten der mechanischen Holzverarbeitung (wie z.B. Sägen, Spanen, Verpressen) emittiert werden. Anschließend fand eine Charakterisierung der Exposition auf Basis geeigneter Modelle statt. Abschließend wurden die Faktoren, die die in-vitro-toxikologische Bewertung von Holzstäuben beeinflussen, identifiziert. | Dr. Dirk Berthold Tel.: +49 531 2155-452 dirk.berthold@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2022 | 22007318 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 3: Anteilig biobasierte, flammfeste Phenolharze für Holzfurnier-Basaltfaser-Composite - Akronym: HoBaCo | Ziel des Projektvorhabens war die Entwicklung und Optimierung eines schwer entflammbaren Hybrid-Verbundwerkstoffes aus Laubholzfurnieren und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) für den Einsatz als Baustoff im konstruktiven Brandschutz unter Berücksichtigung einer deutlichen Reduzierung von Bauteildicken bzw. -massen, sowohl im Gebäudebau als auch im Fahrzeugbau. Die Holzfurniere sollten aus Rotbuchen- und Birkenholz bestehen, da u. a. die Substitution von Nadelholz (z. B. Kiefersperrholz) im Fokus des Forschungsprojektes liegt. Als Verstärkung wurden textile Basaltfaserflächengebilde (Gewebe, Vliese etc.) verwendet, die auf Grund ihrer hervorragenden thermischen Beständigkeit bereits im Bereich des Brandschutzes zum Einsatz kommen. Als Bindemittel bzw. Matrixmaterial wurde ein anteilig biobasiertes Phenolharz weiterentwickelt. Hierzu war es notwendig eine entsprechend kompatible Faserschlichte zu entwickeln, welche eine geeignete Haftvermittlung zwischen den Basaltfasern und dem Bindemittel bzw. Matrixmaterial erzeugt. Darüber hinaus wurde sowohl der Aufbau des textilen Gewebes als auch die Faserorientierung innerhalb des Holzfurniers aus mechanischer Sicht evaluiert und bemessen. Im Teilvorhabens wurde ein naturstoffmodifiziertes Phenolharz in Bezug auf die Substitution des organischen Lösungsmittels durch Wasser und die Additivierung des Harzes mit (reaktiven) Flammschutzmitteln auf Basis organischer Phosphor- und Borverbindungen weiterentwickelt und der Verbund zwischen Harz und Verstärkungsfasern untersucht. Des Weiteren erfolgt eine Betrachtung großtechnischer Harz- und Prozesskosten. Im Rahmen des Teilvorhabens wurden zudem orientierende Brandprüfungen mittels Cone-Kalorimeter am neuen Hybridwerkstoff im Vergleich zu Benchmarkmaterialien durchgeführt und in Bezug auf die Normen, insbesondere DIN EN 45545-2 "Bahnanwendungen – Branschutz in Schienenfahrzeugen - Teil 2: Anforderungen an das Brandverhalten von Materialien und Komponenten", bewertet. | Ausgangspunkt für die Arbeiten im Teilvorhaben war ein naturstoffmodifiziertes Phenolharz in einem organischen Lösungsmittel. Im Vorhaben gelang es, das Phenolharz durch die Anpassung der Synthesebedingungen und die Verwendung von Emulgatoren und weiteren Kompatibilisatoren entsprechend weiterzuentwickeln und so das organische Lösungsmittel durch Wasser zu substituieren. Hierdurch konnten insbesondere Vorteile hinsichtlich der Verarbeitbarkeit erreicht werden, da keine explosionsgeschützten Anlagen mehr für die Verarbeitung benötigt werden. Zur Verbesserung der Flammfestigkeit wurden verschiedene Flammschutzmittel hinsichtlich ihrer Kompatibilität untersucht und bewertet. Ziel war es hierbei eine einphasige und großtechnisch verarbeitbare Formulierung zu erreichen. Im Vorhaben konnte ein geeignetes Flammschutzmittel gefunden werden, dass den Anforderungen hinsichtlich Mischbarkeit und Verarbeitungseigenschaften gerecht wurde. Die Phenolharzsysnthese wurde vom Labormaßstab in den Technikumsmaßstab überführt und auch die großtechnische Fertigung erprobt und die Anforderungen hierfür abgeleitet. Aus dem flammgeschützten, naturstoffmodifizierten, wässrigen Phenolharz wurden im Vorhaben glas- und basaltfaserverstärkte Prepregs und Laminate hergestellt, um die Brandfestigkeit sowie die mechanischen Eigenschaften des Harzes, insbesondere im Vergleich zur lösungsmittelbasierten Variante, zu charakterisieren und zu vergleichend zu bewerten. Gemeinsam mit den Projektpartnern wurde das Harzsystem auch in Kombination mit den Holzfurnieren zu entsprechenden Sperrhölzern und Hybridwerkstoffen in Kombination mit den Basaltfaserprepregs verarbeitet. Hierfür wurden die großtechnischen Anlagen der Projektpartner eingesetzt, um die großtechnische Umsetzbarkeit dieser Werkstoffe beurteilen zu können. Hinsichtlich der Flammfestigkeit der Holz- und Hybridwerkstoffe besteht weiterer Optimierungsbedarf, um den Anforderungen der Normen gerecht zu werden. | Dr. rer. nat. Sebastian Steffen Tel.: +49 3328 330-246 sebastian.steffen@iap.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) Schmiedestr. 5 15745 Wildau | X |
| 15.02.2019 | 31.12.2022 | 22007817 | Verbundvorhaben: Zwischendeckensanierung in Altbauten durch mosaikartig geklebte, modulare Holz oder Holz-Beton-Verbünde; Teilvorhaben 1: Fügetechniken der Werkstoffverbünde und Module - Akronym: Decken-Systemmodule | Zur Sanierung von Zwischendecken in Altbauten wurde in diesem Vorhaben eine modulare Bauweise untersucht, mit der aus vorgefertigten Holz-Modulen Zwischendecken aufgebaut werden können, die vorzugsweise völlig freitragend durch seitliches, mosaikartiges Kleben der Module realisiert wird. Das Modulgewicht wird durch den Einsatz von Vollholz und Holzwerkstoffen möglichst geringgehalten, damit der manuelle Transport mit zwei Personen durch z. B. Treppenhäuser innerhalb des zu sanierenden Gebäudes ermöglicht wird. Als Estrich wird auf die Module eine dünne, textilverstärkte Betonplatte geklebt. Diese verbessert die Steifigkeit und die Trittschalldämmung. Um die Schallabsorption und die Wärmedämmung mit ökologischen Materialien zu gewährleisten wird der am WKI entwickelte Holzschaum eingesetzt. Die Verbindung der Module untereinander erfolgte durch tragende Holzklebungen und wurde mit konduktiv schnell erwärmbaren Klebebändern ausgeführt, die an den Modulkanten der Kleintafeln schon vormontiert wurden und neben der schnellen Montage auch prinzipiell die Möglichkeit zum Rückbau am Ende der Gebäudenutzung ermöglichen. Auch die Integration einer Fußbodenheizung in die Module wurde untersucht. Am ifs wurden innerhalb dieses Vorhabens neben Beiträgen zum Anforderungsprofil und dem Grundgerüst des Moduls maßgeblich Untersuchungen hinsichtlich der Tragfähigkeit des Deckenverbunds durchgeführt, also der Klebtechnik zwischen den Modulen. Als Kernpunkte sind dabei zu nennen: ¿ Die Auslegung, Herstellung und Platzierung der Klebungen in Form von konduktiv erwärmbaren Heißklebebändern ¿ Die Prüfung der Tragfähigkeit des Deckenverbunds - angefangen mit Kleinproben, die Segmenten des Deckenverbunds nachempfunden sind, bis hin zu Großproben im Anwendungsmaßstab mit einer Vielzahl von Klebstößen ¿ Untersuchungen hinsichtlich des Entklebens nach der Nutzungszeit (Debonding on Demand) durch erneute, konduktive Erwärmung der Heißklebebänder und Betrachtung der Umsetzbarkeit | Das ifs hat die klebtechnischen Aspekte der Module betrachtet und mit dem Konsortium die grundlegende Ausrichtung des Deckenmoduls, des Rahmens, sowie der Deckenplatte mitgestaltet und ein Anforderungsprofil erstellt. Das ifs führte Klebversuche an OSB-Platten durch, um einen geeigneten Klebstoff für das Vorhaben zu identifizieren (nachvernetzender Co-Polyamid-Schmelzklebstoff). Es wurden die klebtechnischen Aspekte zur Integration (Fügen verschiedener Materialen und deren Verträglichkeit untereinander) einer Fußbodenheizung betrachtet und bewertet. Um einen selbstaussteifenden Deckenverbund zu erzeugen wurden elektr. erwärmbare Klebebänder eingesetzt, die mittels Anlegens eines elektr. Stromes die Module untereinander Fügen. Zur Anpassung an diesen Anwendungsfall wurde ein geeignetes Streckmetall als Substratwerkstoff der Klebebänder ausgewählt, die Beschichtungstechnik im Labormaßstab entwickelt, thermo-analytische Untersuchungen des Klebstoffs durchgeführt und die Klebstoffauflage auf dem Streckmetall angepasst. Zum Nachweis der Tragfähigkeit des modularen Deckenverbunds wurden am ifs verschiedene Versuche mit Variation der Klebstöße und Größenordnungen durchgeführt. Dabei wurden Biegeversuche an geklebten OSB-Platten mit Variation der Klebfugenanordnung und Variation der Plattendichte auf Couponebene durchgeführt. Im Anwendungsmaßstab wurde Biegeprüfungen an Segmenten des tragenden KVH-Rahmens mit verschiedenen Klebstößen durchgeführt (mit primär Substratversagen im Holzwerkstoff), die Prüfung von zwei Modulen im Stumpfstoß (adhäsiven Versagensanteile und Substratversagen). Nach der Nutzungszeit soll der Deckenverbund entklebt werden können und wiederverwendbar sein. Dazu wurden vom ifs erfolgreich Entklebungsversuche durch erneute elektr. Erwärmung des Klebebands durchgeführt und die Wiederverwertbarkeit betrachtet. Am Ende entstand ein vollständiger Demonstrator eines Deckensystemmoduls mit verschiedenen Umsetzungen der Fußbodenheizung. | Dipl.-Chem. Elisabeth Stammen Tel.: +49 241 963-2706 e.stammen@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 4 - Maschinenbau - Institut für Füge- und Schweißtechnik Langer Kamp 8 38106 Braunschweig | X |
| 01.08.2018 | 31.07.2021 | 22007818 | Verbundvorhaben: Hybrid-Leichtbauträger für weitgespannte Hallentragwerke; Teilvorhaben 2: Konzeptionierung, Realisierung, Fertigung - Akronym: HLBTraeger | Für weitgespannte Hallentragwerke werden derzeit oft Stahl- und Stahlbetonträger oder sehr materialintensive Brettschichtholzträger eingesetzt. Vor dem Hintergrund von sich abzeichnender künftiger Ressourcenknappheit sowie im Bauwesen dringend zu adressierenden Nachhaltigkeitsaspekten erscheint es notwendig, zum aktuellen Status-quo zukunftsfähige Alternativen aufzuzeigen. Ziel des Vorhabens war es daher, die derzeitigen konstruktiven Lösungen für weitgespannte Hallentragwerke durch eine neu zu entwickelnde hybride Leichtbaulösung auf Holzbasis zu verbessern. Es wurde der Ansatz verfolgt, eine neuartige aufgelöste Tragstruktur aus Holz und Stahl zu entwickeln, die die bestehenden Nachteile bisheriger Tragstrukturen beseitigt. Grundgedanke war ein Leichtbauträger aus laubholzbasierten Ober- und Untergurten sowie auf Abstand liegenden, in die Holzgurte eingeklebte Nadelholzstege bzw. eingeklebte stabförmige Diagonalen. Für die einfachere innerbetriebliche Logistik sowie den Transport zur Baustelle wurde eine Verringerung der Transportlänge durch einen Montage-Kopplungsstoß bei der Konzeption vorausgesetzt. Um die eingangs erwähnten Nachhaltigkeitsaspekte adäquat zu adressieren, war im Rahmen des Vorhabens von vornherein beabsichtigt, neben technisch-konstruktiven Anforderungen auch Aspekte der Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz bei der Entwicklung einzubeziehen. Das Gesamtziel des Vorhabens implizierte somit, dass die untersuchte Tragstruktur Teil eines lebenszyklusbasierten Systems ist, das neben dem Produkt Hybrid-Leichtbauträger als solchem auch die notwendigen Prozesse für Herstellung, Montage und spätere Nachnutzung umfasst. Für eine wirtschaftliche Herstellung und somit Konkurrenzfähigkeit zu den oben genannten derzeit oft eingesetzten Tragwerken war zusätzlich ein besonderes Augenmerk auf die Prozesstechnik und die Prozessabläufe zur industriellen Serienfertigung zu richten. | Projektergebnis nach iterativen Schritten zur Entwicklung des Hybrid-Leichtbauträgers ist das Design der hybriden Tragstruktur "HLB 41z". Der Träger HLB 41z ist ein aufgelöstes Tragwerk aus jeweils zweiteiligen Ober- und Untergurten (Buche-Furnierschichtholz), zwischen die jeweils Diagonalen (Fichte-Brettschichtholz) geklebt sind. Nach eingehenden Tests verschiedener Fügeverfahren wurde für die Knotenpunkte der aufgelösten Tragstruktur die direkte Holz-Holz-Verklebung favorisiert und weiter untersucht. Hier konnten in kleinmaßstäblichen Scherversuchen gute Ergebnisse erzielt werden. Die Tragwerksplanung wurde anschließend mit numerischen Simulationsverfahren berechnet und simuliert. Der Hybrid-Leichtbauträger stellt ein Dachtragwerk in Satteldachform dar, welches aus parallelgurtigen Trägerhälften besteht. Diese werden über eine abgewinkelte Kopplung in Trägermitte verbunden. Hierzu konnte ein leistungsfähiger Kopplungsstoß als Stahlbauteil mit Stabdübelverbindung entwickelt werden. Auf konzeptueller Ebene wurden umfangreiche Arbeiten zum industriellen Serienfertigungsprozess des Trägers bis hin zum Entwurf eines Fabriklayouts durchgeführt. Ein Konzept für die spätere Nachnutzung des Trägers wurde ebenfalls erarbeitet. Sofern der Träger nicht in eine direkte Wiederverwendung (re-use) gegeben werden kann, ist die Holz-Holz-Verklebung ohne metallische Verbindungsmittel auch für die Nachnutzung vorteilhaft. Projektbegleitend wurden in mehreren Iterationsschritten umfangreiche Ökobilanzen nach DIN EN 15804 angefertigt. Zur Validierung der bisherigen Erkenntnisse wurden Versuche an Trägerabschnitten im Maßstab 1:1 durchgeführt, bei denen die übertragbaren Kräfte allerdings noch nicht ausreichend waren für den praktischen Einsatz des Trägers. Dennoch konnte basierend auf den erzielten Erkenntnissen ein 16 m langer Demonstrator (zwei Trägerhälften zu je 8 m) mit dem entwickelten Kopplungsstoß erstellt werden, an dem der Herstellungsprozess demonstriert werden konnte. | Dr. Jan Wenker Tel.: +49 2867 22355-16 jan.wenker@brueninghoff.de Brüninghoff Holz GmbH & Co. KG Industriestr. 14 46359 Heiden | X |
| 01.01.2019 | 31.12.2020 | 22008018 | Verbundvorhaben: Rechteckige Konstruktions-Hohlprofile aus biobasierten Multimaterialsystemen als Substitution von Metallprofilen; Teilvorhaben 1: Erarbeitung und Umsetzung eines neuartigen Umformprozesses für Konstruktions-Hohlprofile aus biobasierten Multimaterialsystemen - Akronym: NaHoPro | Ziel des Forschungsansatzes ist die Erforschung und Charakterisierung von rechteckigen Hohlprofilen aus gewickelten Holzschichtstoffen mit gezielten technischen Verstärkungen zur Substitution von Standard-Metall-Hohlprofilen. Dabei soll die technische Herstellbarkeit des Profils durch einen zweistufigen Prozess erarbeitet werden. Hierbei soll zunächst aus einem Furnierband ein rundes (oder eckiges Profil mit großen Rundungen) gewickelt werden, welches dann in einem zweiten Prozessschritt partiell oder vollständig umgeformt wird. Das neuartige Verfahren soll im Rahmen des Projekts im diskontinuierlichen Laborstadium untersucht und auf seine Konkurrenzfähigkeit anderen Verfahren und Materialsystemen gegenüber geprüft werden. Zusätzlich werden, um eine spätere Variantenbildung zu vereinfachen, mittels digitaler Entwurfstechnik Methoden zur Verfügung gestellt, welche theoretische Planung und Auslegung von Charakteristika hinsichtlich Materialkombination und Geometrie ermöglichen. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | X | |
| 01.07.2015 | 31.12.2017 | 22008114 | Vorhaben (FSP-Emissionen): Evaluierung der Emissionen von sehr flüchtigen organischen Verbindungen (VVOCs) aus Holz und Holzprodukten zur Bewertung gesundheitlicher Auswirkungen - Entwicklung von Reduzierungsansätzen unter Berücksichtigung realer Innenraumbedingungen - Akronym: VVOC-Holz | In Deutschland werden Emissionen aus innenraumrelevanten Bauprodukten erfasst und gesundheitlich bewertet. Grundlage hierfür ist das sogenannte AgBB-Schema. Die aktuelle Version (Stand: Februar 2015) sieht eine Ausweitung des Schemas durch Einbeziehung sehr flüchtiger organischer Verbindungen (VVOCs) vor, da sich diese Gruppe als relevant innerhalb der Bauproduktemissionen erwiesen hat. Hinsichtlich der Bewertung der Innenraumluftqualität beschäftigt sich auch der Ausschuss für Innenraumrichtwerte (AIR; vormals Ad-hoc-AG) verstärkt mit der Gruppe der VVOCs. Wie viele andere Bauprodukte auch, können Holz und Holzwerkstoffe eine Quelle für VVOCs darstellen. Auch wenn mit Ausnahme von Laminat und Parkett Holz und Holzwerkstoffe bislang nicht gemäß des AgBB-Schemas bewertet wurden, sieht die europäische Bauproduktenverordnung (2013) eine Bewertung von Bauproduktemissionen vor. Eine Berücksichtigung von Holz und Holzwerkstoffen ist daher zukünftig nicht auszuschließen. In dem Vorhaben wurde eine Methode für den quantitativen Nachweis von VVOCs (C3-C6) in der Innenraumluft und in Prüfkammern entwickelt. Mit Hilfe dieser Methode wurden verschiedene Vollhölzer (Fichte, Kiefer, Lärche, Douglasie, Eiche, Buche) und Holzwerkstoffe auf ihr Emissionsverhalten hinsichtlich VVOCs in Prüfkammern untersucht. Darüber hinaus wurden Emissionsprüfungen von Systemaufbauten (Modellwände) durchgeführt. Zusätzlich erfolgten Messungen in realen Wohngebäuden, um Aussagen zu Konzentrationen von VVOCs in Innenräumen treffen zu können. Bei den Untersuchungen wurden die Substanzgruppen der VOCs, leichtflüchtigen Aldehyde (C1-C4) und C1-C2-Carbonsäuren ebenfalls einbezogen. | Vollhölzer und Holzwerkstoffe können eine Emissionsquelle für VVOCs darstellen. Dabei ist das Spektrum der freigesetzten Einzelsubstanzen in den untersuchten Werkstoffgruppen ähnlich. Als Leitsubstanzen wurden niedermolekulare Alkane, Alkohole und Aldehyde detektiert. In der Gruppe der leichtflüchtigen Aldehyde wurde Acetaldehyd in höheren Konzentrationen als Formaldehyd freigesetzt. Essigsäure wurde von einigen Werkstoffen in hohen Konzentrationen emittiert. Einige Werkstoffe setzten Dichlormethan und 2-Chlorpropan frei. Für viele der detektierten VVOCs sind bereits NIK-Werte erlassen worden oder in der Diskussion. Ein grundsätzlicher Zusammenhang zwischen den einzelnen Werkstoffgruppen und dem Emissionspotential für VVOCs ließ sich nicht eindeutig herstellen. Die durch die Innenraumluftmessungen in realen Wohngebäuden erhobenen Daten zeigten, dass sich die in der Baukonstruktion verwendeten Materialien auf die Innenraumluft auswirken. Die gemessenen Konzentrationen wurden von den klimatischen Parametern und der Luftwechselrate beeinflusst. Der Betrieb einer Lüftungsanlage führte nicht in allen Fällen zu einer unmittelbaren Minderung der Luftfremdstoffkonzentrationen. Daher führt ein ggf. aus hygienischen Gründen erforderlicher Betrieb von Lüftungsanlagen nicht immer zwangsläufig zu niedrigeren Raumluftkonzentrationen von Luftfremdstoffen. Auch bei Betrieb einer Lüftungsanlage kann es zu Überschreitungen des RW I von Einzelsubstanzen kommen. Formaldehyd lag in allen Häusern unterhalb des geltenden RW I. Die erhobenen Messdaten zeigten, dass während der Nutzungsphase die Innenraumluftqualität durch nutzungsbedingte Quellen und den Bewohner selbst zusätzlich beeinflusst wurde. Die Daten lassen darauf schließen, dass im Vergleich zur holzbasierten Baukonstruktion andere Werkstoffe eine stärkere Emissionsquelle für VVOCs darstellen. So wurden zum Beispiel Treibmittel aus Dämmstoffen nachgewiesen. | Dr. rer. nat. Alexandra Schieweck Tel.: +49 531 2155-924 alexandra.schieweck@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2022 | 22008218 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 5: Basaltfasern für Verstärkungstextilien imprägnierbar mit Phenolharz - Akronym: HoBaCo | Ziel des Projekts ist die Konditionierung der bereits erprobten Basaltfasern der DBF für die Anwendung als Verstärkungselement in Holzfurnier-Basaltfaser-Composites. Die Basaltfaser eignet sich hervorragend für diesen Zweck, da sie im Vergleich zu Glas- oder Carbonfasern eine deutlich höhere Hitzebeständigkeit unter Luft aufweist, was sie für Anwendungen im Brandschutz interessant macht, sowie einen geringeren CO2-Fußabdruck während der Herstellung aufweist. Allerdings stehen Basaltfasern erst am Beginn der industriellen Reife und werden zurzeit als textile Halbzeuge wie Rovings, Gelege, Gewebe oder Vlies angeboten. Für den Verbund des Composites ist die Anbindung der Faser an die hierfür von den Projektpartnern entwickelte Phenolharzmatrix entscheidend. Durch eine gute Imprägnierung mit dem Phenolharz können sowohl verbesserte mechanische Eigenschaften als auch eine bessere Verarbeitbarkeit in den anschließenden Prozessen sichergestellt werden. Um eine gute Benetzung der Fasern zu erreichen, ist es notwendig diese über ihre Schlichte iterativ an die Matrix anzupassen. Die Schlichte bezeichnet in der Textilindustrie eine flüssige Mischung aus unterschiedlichen Komponenten, zumeist auf Wasserbasis, welche direkt im Spinnprozess auf die Fasern appliziert wird. Dadurch werden die Fasern in ihrer Prozessierbarkeit maßgeblich beeinflusst und darüber hinaus die Oberfläche der Faserstränge hinsichtlich des vorgesehenen Einsatzgebietes optimiert. In Kooperation mit dem Projektpartner IPF soll ein geeignetes Schlichtesystem entwickelt werden, welches für die Anwendung auf der phenolharzbasierten Matrix ausgelegt ist. Nach Analyse der wichtigsten Parameter wird die am besten geeignete Schlichterezeptur ausgewählt und für die Faserproduktion eingesetzt. | In Zusammenarbeit mit dem Projektpartner IPF wurden mehrere unterschiedliche Schlichterezepturen entwickelt und im labortechnischen Maßstab auf Glasfasern aufgebracht und untersucht. Dabei standen für das neue Schlichtesystem folgende Eigenschaften im Fokus: - Sehr gute Faser-Matrix-Haftung - Gute Abwickelbarkeit - Gute textile Verarbeitbarkeit ohne Faserabrisse Anhand der analysierten Daten aus diesen Versuchen wurden 12 Schlichterezepte für weitere Untersuchungen ausgewählt. Die ausgewählten Schlichten wurden der DBF zur Verfügung gestellt und für die Basaltfaserproduktion eingesetzt. Aus den ersten Spinnversuchen wurden für jede Schlichterezeptur 3 Spinnkuchen erfolgreich produziert. Sie wiesen eine Garnfeinheit von 150 tex und eine Spulenlaufzeit von 15 min auf. Der Spinnprozess verlief durchgehend stabil ohne Faserbruch und nach dem Trocknen konnten die Fasern problemlos abgewickelt werden. In weiteren Versuchen wurde mit einer ausgewählten Schlichte auf Basis von Aminosilan als Haftvermittler und EP-Filmbildner gearbeitet. Die Basaltfasern wurden in diesem Fall mit einer Feinheit von 70 tex zur Zwirnherstellung und mit 100 tex als Schussfaden hergestellt. Beide Feinheiten werden für die Herstellung von Basaltgewebe benötigt. Gewebemuster konnten erfolgreich mit den neuentwickelten Schlichten hergestellt werden. Für die industrielle Gewebeproduktion (75 m Länge, 126 cm Breite, 232 g/m2) wurden 22 kg 140 tex Basaltfasern als Kettfaden und 15 kg 100 tex Basaltfasern als Schussfaden benötigt und hergestellt, eine Verarbeitung zum Gewebe erfolgte jedoch im Rahmen des Projektes nicht. | Dipl. Ing. Georgi Gogoladze Tel.: +49 3464 276769-3 georgi.gogoladze@deutsche-basalt-faser.de DBF Deutsche Basalt Faser GmbH Carl-Rabe-Str. 11 06526 Sangerhausen | X |
| 01.04.2016 | 31.12.2019 | 22008514 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Erarbeiten eines objektiven Verfahrens unter Berücksichtigung der Besonderheiten von Holz und Holzwerkstoffen bei der Bewertung ihres Einflusses auf die Innenraumluftqualität; Teilvorhaben 1: Untersuchungen unter realen Raumluftbedingungen - Akronym: HoInRaLu-TI | Im Rahmen dieses Forschungsvorhaben sollten wissenschaftlich belastbare Kriterien für die Bewertung der Abgabe von flüchtigen organischen Verbindungen von Holz-Bauprodukten erarbeitet werden. Ziel ist es eine Bewertung der Produkte im Hinblick auf ihre beabsichtigte Verwendung in unterschiedlichen Bauteilen zu ermöglichen, die verschiedene Einflussfaktoren einer realistischen Einbausituation berücksichtigt. Daher wurde diese Betrachtung möglichst realitätsnah an Modellhäusern unterschiedlicher Bauweisen und Materialkombinationen durchgeführt. Im Rahmen des Projektes wurden die VOC-Emissionen einzelner Baumaterialien aus normgerechten Prüfkammermessungen mit der Innenraumluftqualität von Modellhäusern verglichen, die mit diesen Materialien hergestellt wurden. Dazu wurden vier Modellhäuser mit unterschiedlichen Wandkonstruktionen und Materialkombinationen gefertigt und auf dem Thünen-Institutsgelände aufgestellt. Die Raumluftkonzentrationen wurden über einen Zeitraum von über zwei Jahren regelmäßig gemessen, um eine Aussage über zu erwartende langfristige Innenraumluftkonzentrationen flüchtiger organischer Verbindungen zu erhalten. Daraus wurde abgeschätzt, ob eine Aussage über das Langzeitverhalten der Materialien und deren Einfluss auf die Raumkonzentration durch eine Untersuchung über den normativ vorgesehenen Zeitraum von 28 Tagen repräsentativ ist. Darüber hinaus wurden in der Arbeit weitere Einflussfaktoren auf die Raumluftkonzentration systematisch bewertet: Innen- und Außenklima sowie Luftwechselraten. Aus den Erkenntnissen wurden Schlussfolgerungen für eine zukünftige Betrachtung von Holzprodukten im verbauten Zustand bezüglich ihrer Emissionsbewertung gezogen und Handlungsempfehlungen für Anwender, Industrie, Behörden, Ausschreibung und Auftragsvergabe abgeleitet. | In der Raumluft der Modellhäuser wurden hauptsächlich Aldehyde und Terpene, und somit Substanzen, die aus den eingesetzten Holzmaterialien emittierten, gemessen. Zu Beginn der Messungen nahmen die Konz. aller Substanzen ab. In den Frühlings- und Sommermonaten stiegen die Konz. an, sanken im darauffolgenden Herbst und Winter wiederum ab. Die Ausgangskonz. wurden während des gesamten Verlaufs nicht wieder erreicht. Es wird erkennbar, dass die Konz. in den Modellhäusern dem Grunde nach abnahmen, wie dies auch bei der Produktprüfung über einen Zeitraum von 28 Tagen und länger zu beobachten ist. Allerdings wird diese Konz.-abnahme von den Außen- und Innentemp. überlagert: Bei höheren Temp. sind die Konz. grundsätzlich höher. Die Ableitung der mittleren Raumluftkonz. aus den Baustoffemissionen scheint für alle Substanzen hinsichtlich der beabsichtigen Verwendung nicht möglich. Die Ergebnisse legen den Schluss nahe, dass im Hinblick auf eine produktspezifische Anpassung der Bauproduktprüfung und -bewertung für die beabsichtigte Verwendung angemessen berücksichtigt werden sollte: Substanzen bzw. Stoffgruppen sollten grundsätzlich differenziert betrachtet werden. Eine Bewertung der Produktemissionen anhand eines Summenwertes reflektiert die festgestellten Zusammenhänge nicht hinreichend und sollte für holzbasierte Materialien nicht regulatorisch angewendet werden. Es wurde an den Modellhäusern in verschiedener Holzbauweise festgestellt, dass der Einfluss der Außentemp. auf die Raumluftkonz. sehr groß ist. Es darf angenommen werden, dass dies auch für andere Bauweisen und -systeme zutrifft. Daher erscheint aus bauphysikalischer Perspektive als zielführend dem (sommerlichen) Wärmeschutz ganz grundsätzlich hinsichtlich der Raumluftqualität erheblich mehr Bedeutung beizumessen. Denn es ist offensichtlich, dass die Außentemp. einen so erheblichen Einfluss auf die Konz. in Gebäuden hat, dass diese mit langfristiger Gebäudenutzung dem Einfluss der eingesetzten Baustoffe überwiegt. | Dr. Martin Ohlmeyer Tel.: +49 40 73962-635 martin.ohlmeyer@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2022 | 22008517 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Holzfurnier-Basaltfaser-Compositen für Anwendungen im baulichen Brandschutz; Teilvorhaben 1: Faser-Kunststoff-Verbunde für Holzfurnier-Basaltfaser-Composite - Akronym: HoBaCo | Ziel des Vorhabens war die Entwicklung und Optimierung eines schwer entflammbaren Hybrid-Verbundwerkstoffes aus Laubholzfurnieren und Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) für den Einsatz als Baustoff im konstruktiven Brandschutz unter Berücksichtigung einer deutlichen Reduzierung von Bauteildicken bzw. -massen, sowohl im Gebäudebau als auch im Fahrzeugbau. Die Holzfurniere sollten aus Rotbuchen- und Birkenholz bestehen, da die Substitution von Nadelholz im Fokus des Forschungsprojektes liegt. Als Verstärkung wurden textile Basaltfasergewebe verwendet, die auf Grund ihrer hervorragenden thermischen Beständigkeit bereits im Bereich des Brandschutzes zum Einsatz kommen. Als Bindemittel bzw. Matrixmaterial wurde ein anteilig biobasiertes Phenolharz weiterentwickelt. Hierzu war es notwendig eine entsprechend kompatible Faserschlichte zu entwickeln, welche eine geeignete Haftvermittlung zwischen den Basaltfasern und dem neu entwickelten biobasierten Bindemittel bzw. Matrixmaterial erzeugt. Darüber hinaus wurde sowohl der Aufbau des textilen Gewebes als auch die Faserorientierung innerhalb des Holzfurniers aus mechanischer Sicht evaluiert und bemessen. Unter Berücksichtigung der Normung wurden im Rahmen des Projekts zudem Entwicklungen in Bezug auf die Brandfestigkeit des Werkstoffes durchgeführt und diese mittels der vorgesehenen Prüfverfahren in Anlehnung an DIN 4102 (Bauwesen) und DIN EN 45545-2 (Schienenfahrzeuge) charakterisiert. Mithilfe des neuen Hybrid-Verbundwerkstoffes sollten einerseits Werkstoffe im Bereich des Brandschutzes substituiert werden (z. B. druckimprägnierte Sperrhölzer), deren Anwendung durch umweltschädliche oder gesundheitsgefährdete Inhaltsstoffe langfristig Probleme aufwirft. Im Projekt sollten hierzu ausschließlich unbedenkliche Flammschutzmittel auf Basis reaktiver, organischer Phosphor- und Borverbindungen im Bindemittel eingesetzt werden und die Konzentration des Imprägniermittels reduziert werden. | Die Entwicklung der wässrigen Schlichten basierte auf dem Einsatz von organofunktionellem Silan als Haftvermittler und Polymerdispersionen auf Epoxidharz- bzw. Polyurethanbasis als Filmbildner. Die Versuchsdurchführung erfolgte iterativ durch Variation der Silane, Filmbildner und deren Gehalte. Mit 12 Schlichten konnten erfolgreich Basaltfasern beim Projektpartner DBF im industriellen Maßstab gesponnen werden. Grundsätzlich war mit allen Schlichten eine erfolgreiche Verarbeitung der Basaltrovings zu einem Gewebe möglich. Die Verarbeitungsqualität wurde von einem Textilhersteller anhand der gefertigten Muster beurteilt und eine Schlichte für das Upscaling festgelegt. Diese Schlichte beinhaltete ein Aminosilan und einen EP-Phenol Novolac Filmbildner als Hauptbestandteil. Im nächsten Schritt wurden 70 tex Basaltfaserspinnspulen mit der ausgewählten Schlichte bei DBF hergestellt, um die Herstellung zu Basaltfaserzwirn 140 tex Z30 als Kettfaden zu testen. Bei einem Unterauftragnehmer wurde die Zwirnherstellung erfolgreich getestet und 140 tex Basaltzwirn hergestellt werden. Für das geplante Upscaling der Gewebeherstellung wurden 22 kg 140 tex Basaltzwirn als Kettfaden und 15 kg 100 tex Basaltfasern als Schussfaden bei DBF gesponnen, jedoch ergaben sich bei der Verzwirnung im Industriemaßstab Probleme durch Aufspleißungen und Fadenabrisse. Durch die Komplexität der Herstellungskette des Basaltgewebes wurde in Absprache mit allen Projektpartnern auf ein weiteres Upscaling verzichtet und ein kommerziell verfügbares Basaltgewebe mit gleichem Flächengewicht und epoxy-kompatibler Schlichte verwendet, um die fristgerechte Bearbeitung der nachfolgenden Arbeitspakete zu gewährleisten. | Dr. Christina Scheffler Tel.: +49 351 46583-73 scheffler@ipfdd.de Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. Hohe Str. 6 01069 Dresden | X |
| 01.11.2017 | 30.09.2022 | 22008614 | Verbundvorhaben: Entwicklung und Funktionsnachweis einer Technologie zur Endlosherstellung von hochfesten Konstruktionshalbzeugen aus einheimischen Hölzern; Teilvorhaben 1: Umsetzung und Optimierung der Pressform-Werkzeuge einer Laboranlage - Akronym: Woodtrusion | Ziel des Projektes war die Entwicklung einer industrietauglichen und wirtschaftlichen Fertigungstechnologie für hochwertige und weitestgehend universell einsetzbare Holzverbund-Konstruktionswerkstoffe auf Basis heimischer Holzarten. Auf der Grundlage vorhandener wissenschaftlicher Ergebnisse bestand das Ziel darin, ein integriertes Fertigungsverfahren zu entwickeln, mittels einer Laboranlage (Demonstrator) zu testen sowie experimentell zu optimieren. Dabei wurden alle Prozessschritte zur einsatzfertigen Herstellung von holzbasierten Konstruktionshalbzeugen in einem kontinuierlich arbeitenden Anlagenkonzept integriert. Wichtige Teilaspekte des Vorhabens waren: - Ausrichtung der Technologie auf den Einsatz von preiswertem Holz als Ausgangsmaterial - Steigerung der Festigkeit sowie der Homogenität des Holzes durch gezielte thermo-mechanische Verdichtung - Integration einer automatischen Konfektioniereinheit zum Fixieren des thermo-mechanisch umgeformten Holzkörpers. Die Firma Niemeier Fahrzeugwerke GmbH (ehemals STM Montage GmbH) war für die konstruktiven und maschinenbaulichen Aspekte der Demonstrator-Komponenten (Pressform-Module) zuständig. Am Projektende sollte die Laboranlage stranggepresste Hohlprofile in einer durchgängigen Prozesskette produzieren. | Tom-Egmont Werner Tel.: +49 37383 7498-24 wernert@willig.eu Niemeier Fahrzeugwerke GmbH Cossener Str. 2 09328 Lunzenau | X | |
| 01.05.2016 | 31.10.2019 | 22008714 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Gesundheitliche Bewertung von Emissionen aus Holz und Holzprodukten in Innenräumen mittels experimenteller toxikologischer Untersuchungen und humanbasierter Beobachtungen; Teilvorhaben 1: Projektkoordination und humantoxikologische Untersuchungen - Akronym: GesundHOLZ | Ziel des Projektes war es, ein umfassendes Bild über mögliche gesundheitliche Auswirkungen von holztypischen VOCs (nVOCs) und Emissionen aus Holz und Holzprodukten aufzuzeigen. Dazu wurden zu Beginn, in einer literaturbasierten Studie, Erkenntnisse zur gesundheitlichen Bedeutung von nVOCs und deren bestehender Richtwerte zusammengestellt. Die Literaturstudie diente als Grundlage für die anschließenden experimentellen Untersuchungen. Diese sollten auf Basis des gewonnenen Datenmaterials und unter Einbeziehung von Tierversuchsdaten aus den anderen Teilvorhaben, Analysen zum Zusammenhang zwischen in-vitro- und in-vivo-Effekten von nVOCs erlauben und so eine gesundheitliche Bewertung ermöglichen. | Die anfangs durchgeführte umfassende Literaturstudie erlaubte eine Einschätzung des Gefährdungspotentials von nVOCs hinsichtlich ihrer gesundheitlichen Effekte. Anschließend wurden zahlreiche Experimente an menschlichen Lungenepithelzellen A549 und einem 3D-Augenmodell mit nVOCs und deren Gemischen durchgeführt. Die verschiedenen Stoffklassen zeigten dabei in den eingesetzten Bioassays unterschiedliche toxische Wirkpotentiale. Bedeutend erscheint die biologische Reaktivität der untersuchten Aldehyde, insbesondere die des Hexanals. Zusammenfassend ergibt sich folgendes Fazit: Emissionen aus OSB zeigen ein zelltoxisches Potential in Lungenepithelzellen. Für a-Pinen, 3-Caren und Limonen sowie für Emissionen aus Kiefernholz ist dagegen keine Zelltoxizität nachweisbar. Synergistische Effekte (Mischungstoxizitäten) liegen auf Grundlage der erhobenen Daten nicht vor. Primäre genotoxische Effekte sind nicht nachweisbar, auch finden sich keine akut-entzündlichen Eigenschaften der nVOCs. Mit den Ergebnissen dieser Untersuchungen konnte die vorhandene Wissensbasis zum toxikologischen Potential von nVOCs um wichtige Erkenntnisse erweitert werden. Es lässt sich ableiten, dass die untersuchten mono- und bicyclischen Monoterpene aus Holz, selbst bei sehr hohen Konzentrationen, keine basalen toxischen Effekte auslösen. Ihr Gefährdungspotential und ihre toxikologische Einstufung sollten auf Grundlage der vorliegenden Untersuchungen kritisch überdacht werden. | Dr. rer. nat. Manuel Garcia-Käufer Tel.: +49 761 270-83410 manuel.garcia-kaeufer@uniklinik-freiburg.de Albert-Ludwigs-Universität Freiburg - Universitätsklinikum Freiburg - Institut für Infektionsprävention und Krankenhaushygiene Breisacher Str. 115 b 79106 Freiburg im Breisgau | X |
| 01.11.2018 | 30.04.2021 | 22008717 | Verbundvorhaben: Standardisierte Buchenholz-Hybridträger großer Spannweite; Teilvorhaben 1: Steigerungspotential von Produktspeicher und stofflicher Substitution durch Buchenholzprodukte niedriger Holzqualität - Akronym: Stabu | Zielsetzung ist die Reduktion der Treibhausgasemissionen durch die Steigerung der stofflichen Verwendung von Buchenholz in Holzbauprodukten. Das erwartete Ergebnis ist der Nachweis, dass mit standardisierten und reversiblen Strukturen neue Wege im Holzbau aufgezeigt werden, die zur effektiven Steigerung der stofflichen Substitutionswirkung und der Speicherwirkung beitragen. Der Mehrwert liegt in der Sichtbarkeit und Signalwirkung eines architektonisch und konstruktiv hochwertig verarbeiteten Holzbaus, der klimaschonend und öffentlichkeitswirksam zur Steigerung der Holzbauquote beiträgt. Konkret wurden I-förmige, einfeldrige Buchenholz-Hybridträger entwickelt. Eine signifikante Steigerung der Tragfähigkeit und Steifigkeit soll möglich werden, indem Buchenhölzer niedriger Qualität (Bu nQ) in den Stegbereichen mit hochfestem Buchenfurnierschichtholz (BauBuche) in den Gurten von I-Trägern kombiniert werden. Im Projekt wurden die Hybridträger als Dachträger für standardisierte Spannweiten von Einfeldhallen (16 m Spannweite) und von Mehrfeldhallen (28 m Spannweite) optimiert. Variiert wurden Achsabstände von 1,5 m, 3,0 m und 4,5 m. Buchenholzbretter niedriger Holzqualität (= LS 7), d. h. Buchenholz aus dem Stammzentrum und das klassische Schwellensortiment wurden erforscht, um ihre Verwendung in neuen Absatzmärkten zu belegen und um die Basis für die Bemessung der standardisierten, profilierten I-Trägerquerschnitte zu bilden. Zur Steigerung des Produktspeichers sollen Träger und Stützen kreislaufeffizient in Hallentragwerken eingesetzt werden. Die Buchenholz-Hybridträger wurden dazu in ihrem Aufbau und durch einfach lösbare und reversible Verbindungen zu angrenzenden Bauteilen (Stütze, Wand, Decke) standardisiert. | Es hat sich grundsätzlich gezeigt, dass Bu nQ zur Anwendung im Ingenieurholzbau geeignet ist. Im Projekt konnten dafür die wesentlichen Grundlagen für Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte erarbeitet werden. Demnach kann Brettschichtholz aus Bu nQ in die Festigkeitsklasse GL 40c* in Anlehnung an AbZ Z-9.1-679 eingestuft werden. GL 40c* variiert gegenüber GL 40c nach AbZ Z-9.1-679 lediglich bei der Querdruckfestigkeit (7,6 N/mm²) und der Steifigkeit (11600 N/mm²) – Untersuchungen müssen dazu in weiteren Arbeiten noch geführt werden. Es wurden eigene Sortierkriterien für Äste, Markröhre und Spritzkern aufgestellt. Normgerechte Delaminationsprüfungen für Fichtenholz haben bei der Untersuchung der I-Träger im Maßstab 1:2 aus Buchenholz niedriger Qualität ergeben, dass der PRF-Klebstoff dauerhafter als der MUF-Klebstoff ist. Berücksichtigt man das große Schwind- und Quellverhalten des Buchenholzes im Vergleich zum Fichtenholz, zeigt sich unter einer realistischen Auffeuchtung und Trocknung des Holzes für die Nutzungsklassen 1 und 2, dass durchaus auch ein MUF für die Lagenverklebung einsetzbar ist. Dank der signifikanten Steigerung der Tragfähigkeit und Steifigkeit der I-profilierten Hybridträger konnte die Gesamtbauteilhöhe, die mittels des im Forschungsvorhaben entwickelten Bemessungstools ermittelt wurde, gegenüber einem üblichen BSH-Träger aus Fichte GL 28h gleicher Spannweite und "Stegbreite", bei z. B. einer Trägerspannweite von 16 m und Lasteinzug 1,5 m um ca. 28% und um ca. 21% bei einer Spannweite von 28 m reduziert werden. Zusammenfassend konnten im Rahmen des Forschungsvorhabens die Potentiale für das Entwerfen und Konstruieren mit I-Trägern aus Buchenholz aufgezeigt werden. Es wurde konstruktiv betrachtet festgestellt, dass hybride, standarisierte und reversible I-profilierte Träger unter Verwendung von Bu nQ eine sehr gute Alternative zu Stahlträgern, Stahlbetonträgern oder auch Vollwandträgern aus Nadelholz sind. | Prof. Dr.-Ing. Jürgen Graf Tel.: +49 631 205-2296 juergen.graf@architektur.uni-kl.de Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau - Fachbereich Architektur - Fachgebiet Tragwerk und Material Pfaffenbergstr. 95, Geb. 1 67663 Kaiserslautern | |
| 01.10.2018 | 30.04.2022 | 22008817 | Verbundvorhaben: Holz-Zement-Hybridsysteme für Wandelemente im Holzhochbau; Teilvorhaben 1: HF-Spanplatten - Akronym: HZHWand | Für die Entwicklung eines lignocellulose-basierten Verbundmaterials für tragende Wandelemente zur Nutzung im modularen mehrgeschossigen Holzhochbau wurden zwei Materialien kombiniert: Zementgebundenes Sperrholz (CBPly) und Spanplatten. Während der Widerstand gegenüber Feuer und Feuchte sowie der Hauptteil der statischen Anforderungen von den Decklagen übernommen wird, sollten die bauphysikalischen Anforderungen, wie Wärme- und Schallschutz, in erster Linie von der im Wandinnern liegenden leichten Spanplatte hoher Dicke getragen werden. Im Gegensatz zum Stand der Technik wurden die Spanplatten nicht wie üblich mittels Heißpresstechnologie, sondern in einer Presse mit Hochfrequenzerwärmung (HF) hergestellt. Mit der HF-Technologie können Spanplatten mit ausgeglichenem Rohdichteprofil in kurzen Presszeiten erzeugt werden. Derartige Platten zeichnen sich durch nahezu gleiche Festigkeiten in allen Schichten und eine gute Bearbeitbarkeit aus. Für die Herstellung der HF-Spanplatten war die Verwendung von langen schlanken Schneidspänen (Flachspan), hergestellt aus Buchen- und Fichten-Schwachholz im Langholzzerspaner, vorgesehen. Die Spangeometrie stellte ein Spangefüge mit höherer Festigkeit (bei gleicher mittlerer Rohdichte) und annähernd zu 100 % parallel zur Plattenebene ausgerichteten Partikeln in Aussicht. Eine weitere Festigkeitssteigerung wurde durch die HF-Erwärmung der Spanmatte auf 130 - 160 °C über den gesamten Plattenquerschnitt erwartet. Insgesamt sollte damit eine erhebliche Rohdichtereduzierung der HF-Spanplatte auf 400 kg/m³ bei einer Plattendicke von 40 mm ohne nennenswerte Verringerung des Festigkeitsniveaus erzielt werden. Neben der Holzart war die Variation der Spandicke, des Klebstoffanteils und der HF-Temperatur vorgesehen Basierend auf den Ergebnissen mechanisch-physikalischer Prüfungen sollten Vorzugsvarianten hergestellt und bei Forschungsstelle 3 mit den Decklagen aus CBPly zu einem Holz-Zement-Hybrid-System verklebt werden | Die Untersuchung der mechanisch-physikalischen Eigenschaften der Spanplatten offenbarte deutliche Unterschiede zwischen Fichte und Buche. Die mechanischen Kennwerte der Buchenspanplatten betrugen trotz vergleichbarer Partikelgeometrie weniger als die Hälfte der Fichtenspanplatten. Bei beiden Holzarten konnte beobachtet werden, dass mit zunehmender Spandicke die Biege- sowie Druckfestigkeit sinkt und die Schubfestigkeit steigt. Die Erhöhung des Klebstoffanteils von 12 % auf 18 % (Klebstoffmenge entspricht 12 % bei 630 kg/m³) und die Steigerung der HF-Temperatur von 130 °C auf 160 °C bei den Spanvarianten beider Holzarten mit den höchsten mechanischen Eigenschaftskennwerten führte bei den HF-Spanplatten, hergestellt aus Fichtespänen, mit einer Rohdichte von etwas mehr als 400 kg/m³ zu charakteristischen Kennwerten von Spanplatten Typ P5. Allerdings unterschritten die vergleichbar hergestellten Buche-Spanplatten die charakteristischen Normanforderungen nach EN 12369-1:2001 für Spanplatten Typ P5, hielten aber zumindest die entsprechenden Normanforderungen der Drucksteifigkeit und der Schubfestigkeit für Spanplatten Typ P4 ein. Zusätzlich zu den positiven mechanischen Kennwerten insbesondere der Fichte-Variante konnten die HF Spanplatten, aufgrund der vergleichsweise geringen Rohdichte, mit einer mittleren Wärmeleitfähigkeit von 0,08 W/(m*K) überzeugen. Dieses Ergebnis, eingeordnet zwischen der Bemessungswärmeleitfähigkeit für Spanplatten (300 kg/m³) und Holzfaserplatten (250 kg/m³) gem. ISO 10456, unterstreicht die Eignung des entwickelten Werkstoffes als wärmedämmende Kernlage. In Anbetracht der im Vergleich zu den charakteristischen Normwerten (Rohdichte 500 kg/m³) um 14 % abgesenkten Rohdichte und der vorgesehenen Anwendung als Teil eines Sandwich-Verbundes (CBPly Beplankung auf den Außenseiten) konnte mit den HF-Spanplatten ein Produkt mit erfolgversprechendem Eigenschaftsprofil mit deutlichen Vorteilen für Fichte-Späne entwickelt werden | M. Sc. Martin Direske Tel.: +49 351 4662-311 martin.direske@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.08.2018 | 30.06.2021 | 22008917 | Verbundvorhaben: Innovative Nass-in-Nass-Klebetechnologie für HBV-Fertigteildecken; Teilvorhaben 1: Entwicklung einer neuartigen, statisch hoch effizienten und steifen Verbindungstechnologie - Akronym: NinN-Kleb-HBV | Ziel ist die FuE einer neuen, statisch hocheffizienten und steifen Verbindungstechnologie für Holz-Beton-Verbund-Decken (HBV-Decken) auf Basis einer neuartigen Klebeverbindung zwischen Beton und Holz. Bei dieser innovativen Klebetechnologie wird der frische Beton direkt auf die noch feuchte Klebstoffschicht aufgegossen. Diese sogenannte Nass-in-Nass-Verklebung ermöglicht auch bei unebenen Holzträgern einen lückenlosen Verbund zwischen dem Holz und der Betonplatte aus selbstverdichtendem Beton, Normal- oder Leichtbeton. Die die sehr hohe tragwerkstechnische Effizienz, die sehr schnelle Fertigungsweise und die geringen Klebstoffkosten machen nass-in-nass-verklebte HBV-Decken deutlich leistungsfähiger und preiswerter als HBV-Decken mit den üblichen Schraubenverbindungen. Im Teilprojekt NinN-Kleb-HBV-Tec werden die leistungsfähigsten Materialkombinationen aus Klebstoff und Beton erforscht und deren Tragfähigkeiten ermittelt. Auf Basis der neuen Klebetechnologie wird dann ein geeignetes Fertigteildeckensystem entwickelt, um die geklebten HBV-Decke, in einzelne Segmente unterteilt, im Werk vorzufabrizieren. Die Herstellung wird damit qualitätssicher, witterungsunabhängig und schnell. Die dafür geeigneten Systemlösungen aus Klebeflächengeomtrie und Querschnittsform der HBV-Decke werden im Projekt erforscht. Der Kooperationspartner aus dem konstruktiven Holzbau unterstützt die Weiterentwicklung der Klebetechnologie und des zugehörigen Herstellungsverfahrens vom Labor in den Praxismaßstab. Es werden Grundlagen erforscht und entwickelt, die Voraussetzung für die Umsetzung dieser innovativen Herstellungstechnologie im Holzbauunternehmen sind. Versuche im Maßstab 1:1 an geklebten HBV-Fertigteildecken-Elementen und ein Demonstrator verifizieren die Forschungsergebnisse und demonstrieren ihre schnelle praktische Umsetzung. Die entwickelten HBV-Decken sparen ca 2/3 des Betons und damit mehr als 2/3 des CO2 in Betondecken. Sie halbieren so den Beton-Gesamtverbrauch in Hochbauten | Prof. Dr. Volker Schmid Tel.: +49 30 31472-162 volker.schmid@tu-berlin.de Technische Universität Berlin - Fakultät VI - Planen Bauen Umwelt - Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Entwerfen und Konstruieren - Verbundstrukturen Gustav-Meyer-Allee 25 13355 Berlin | X | |
| 01.06.2015 | 30.09.2017 | 22009115 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Charakterisierung von Holzstäuben bei der mechanischen Verarbeitung von Laubholz in der Holz- und Holzwerkstoffindustrie; Teilvorhaben 2: Toxizitätsprüfung von Holzstäuben - Akronym: LHSTox | Ziel des Forschungsprojektes ist die Klärung der Frage, ob und wie bzw. wann im Produktionsprozess Laubholzstäube toxikologische Effekte hervorrufen und zu welchen Krankheitsbildern diese führen können. Daneben geht es darum, in Zusammenarbeit mit der Holz- und Weiterverarbeitenden-Industrie Strategien zu entwickeln, welche geeignet sind das gegebenenfalls vorhandene Gefährdungspotenzial in den einzelnen Stadien der Ver- und Bearbeitung von Laubhölzern zu eliminieren. Das beantragte Projekt soll die Grundlagen für eine valide Testung von Holzstaubproben legen und alle dafür notwendigen Grundlagen und Protokolle erarbeiten. Holz ist ein Naturmaterial, das von Mikroorganismen besiedelt ist. Diese Mikroorganismen stören und kontaminieren Zellkulturtests und müssen daher identifiziert und eliminiert werden. Darüber hinaus ist Holz ein komplexes Material, das aus zahlreichen löslichen und festen Komponenten besteht. Sowohl bei der Sterilisation durch Dampf/Hitze oder bei der Dispergierung in biologischen Medien kann sich das Material verändern und lösliche Bestandteile abgeben. Sowohl Holzpartikel als auch lösliche Bestandteile können die Messsysteme durch Interferenz beeinflussen. Auch dieser Prozess soll im Projekt untersucht und abgebildet werden. Die Arbeitsplanung von WWU BMTZ bearbeitet daher folgende Punkte: 1. Test der Kontamination mit Mikroorganismen, Endotoxin und Sterilisierung 2. Test der Dispersion in Wasser und biologischen Medien 3. Test der Interferenzen mit Messsystemen 4. Test der in-vitro Toxizität | Die verstärkte Nutzung von Laubholz in der Holzindustrie forciert eine genaue Auseinandersetzung mit der Messung und Bewertung von Laubholzstäuben, da diese als karzinogene Stoffe eingestuft werden. In diesem Projekt wurden im Technikumsmaßstab und in zwei ausgewählten Betrieben (einem Sägewerk und einem Holzplattenhersteller) der deutschen Holzindustrie Partikel gemessen, die bei verschiedenen Schritten der mechanischen Holzverarbeitung (wie z.B. Sägen, Spanen, Verpressen) emittiert werden. Anschließend fand eine Charakterisierung der Exposition auf Basis geeigneter Modelle statt. Abschließend wurden die Faktoren, die die in-vitro-toxikologische Bewertung von Holzstäuben beeinflussen, identifiziert. | Dr. Jürgen Schnekenburger Tel.: +49 251 83-52534 schnekenburger@uni-muenster.de Westfälische Wilhelms-Universität Münster - Biomedizinisches Technologiezentrum Mendelstr. 17 48149 Münster | X |
| 01.10.2018 | 31.03.2022 | 22009118 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines klebstofffreien, umweltfreundlichen Papierwabenkerns sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zur Anwendung in Sandwichwerkstoffen im mobilen und immobilen Innenausbau; Teilvorhaben 2: Entwicklung, Konstruktion und Aufbau der Herstellungsanlage (Demonstrator) - Akronym: Steckwabenkern | Im Bereich des mobilen und immobilen Innenausbaus ist eine Substitution herkömmlicher Werkstoffe durch leichte Verbundwerkstoffe sinnvoll, wenn Material-, Produktions-, Transport- oder Handhabungskosten reduziert werden können. Ein bevorzugtes Material ist der Papierwabenkern, der beidseitig mit dünnen Deckschichten versehen in Form von Sandwichplatten für verschiedene Anwendungen, z.B. im Möbel- und Innenausbau sowie im Verpackungsbereich, eingesetzt werden kann. Konventionelle expandierbare Papierwabenkerne werden mit Klebstoff hergestellt. Durch die Anwendung eines neuartigen Prinzips zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (Ineinanderschieben von Papierstreifen in verschachtelter Form, Patent der TU Dresden) kann bei der Herstellung dieses Kerns auf den Einsatz von Klebstoff verzichtet werden. Die eigentliche Herausforderung neben der Entwicklung der neuartigen Wabenstruktur liegt in der Schaffung eines automatisierten Prozesses zur klebstofffreien Herstellung des expandierbaren Papierwabenkerns und einer entsprechenden Fertigungsvorrichtung (Entwicklungsschwerpunkt Fa. Mölle). Gemeinsam mit einer durch Fa. VOMO entwickelten Expansionsvorrichtung für den neuartigen Wabenkern wird die Gesamttechnologie an die TU gesendet und dort ein Demonstrator aufgebaut. | Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde die Herstellung eines klebstofffreien, expandierbaren Wabenkerns ("Steckwabenkern") untersucht. Dazu wurde ein zugehöriges Herstellungsverfahren entwickelt. Dabei bestand für die Fa. MÖLLE die größte Herausforderung in der Entwicklung einer Technologie zum Ineinanderstecken einzelner Papierstreifen ausgehend von einer Papierbahn, um so kontinuierlich einen expandierbaren Wabenkern zu erzeugen. Parallel dazu wurde vom Projektpartner VOMO ein Expansionsverfahren für den Steckwabenkern entwickelt, das ein sicheres Expandieren des Kernes ohne Auseinandergleiten der einzelnen Streifen erlaubt. In Zusammenarbeit der Projektpartner wurden technische Lösungen zur Erprobung des Herstellungs- und Expansionsverfahrens erarbeitet und als Demonstratoren umgesetzt. Abschließend soll an der TU Dresden die Prüfung des Verfahrens und des Kernes (Produkteigenschaften) erfolgen. | Artur Porat Tel.: +49 6762 9321-37 a.porat@moelle.de Mölle GmbH Fordstr. 21-23 56288 Kastellaun | X |
| 01.11.2017 | 30.09.2022 | 22009217 | Verbundvorhaben: Entwicklung und Funktionsnachweis einer Technologie zur Endlosherstellung von hochfesten Konstruktionshalbzeugen aus einheimischen Hölzern; Teilvorhaben 3: Technologieentwicklung zur Kompensation der Rückstellkräfte des verdichteten Holzes mittels trockener und imprägnierter textiler Armierung - Akronym: Woodtrusion | Das Gesamtziel des Projekts bestand darin, einheimische Dünnhölzer zu hochwertigen technischen Profilen auf dem Niveau von Konstruktionswerkstoffen zu verarbeiten. Konkret war geplant, Dünnholz in einem thermisch-hygromechanischen Umformprozess zu verdichten und damit das biologische Potenzial der natürlichen Holzstruktur besser ausnutzen zu können. Teilziele des Projekts waren: - Entwicklung eines Umformverfahrens zur quasikontinuierlichen, rein thermomechanischen Ausformung eines Endlosholzquerschnitts, - Entwicklung einer vollautomatischen Fixier- bzw. Konfektioniereinheit, bestehend aus o einer Zuführzone zwecks Zusammenführung eines lamellierten Endlosrings aus den Ausgangsprofilen mit jeweils genau definiertem Versatz zueinander in Vorschubrichtung, o einer Heizzone, welche die mechanische Umformbarkeit der Ausgangsprofile herbeiführt, ohne jedoch irreversible Schädigungen der Zellstrukturen des Ausgangsmaterials zu bewirken, o einem Formwerkzeug, welches sowohl die äußeren Endabmessungen des Holzkörpers, als auch Grad und räumliche Verteilung der Materialverdichtung während des Umformprozesses bestimmt. Die Entwicklung ist angesiedelt im Umfeld des Themas Nachhaltigkeit, das auch im Bauwesen für Architekten und Ingenieure an Bedeutung gewinnt. Neben der Einsparung von Ressourcen wurde mit dem Projekt der vermehrte Einsatz einheimischer Rohstoffe angestrebt. Auf diese Weise soll die zur Zeit der Antragstellung prognostizierte und mittlerweile eingetretene Verknappung des Werkstoffes Holz und dem begleitenden und vermutlich irreversiblen Preisanstieg auf den internationalen Märkten entgegengewirkt werden. Die Bedeutung des Werkstoffes Holz im Bauwesen nimmt weiter zu, weil der klassische Beton sehr energieintensiv ist und unter dem Eindruck des Klimawandels zurückgedrängt werden soll und muss. | In gemeinsamer Entwicklungsarbeit entstand in dem Verbundprojekt "Woodtrusion" ein Anlagenkomplex, der zur hygromechanischen Verdichtung von minderwertigem Dünnholz zu leistungsfähigen Rohren geeignet ist. Die Ziele des Teilprojekts 3 des Sächsischen Textilforschungsinstituts e.V. (STFI) wurden ebenfalls erreicht: - Werkstoffseitig konnte nachgewiesen werden, dass minderwertiges Dünnholz durch hygromechanisches Verdichten zu hochwertigem Konstruktionsholz verpresst werden kann. Experimentell konnte eine Steigerung der Festigkeit um 30 % nachgewiesen werden. - Es wurde eine Prüfanordnung und Prüftechnologie entwickelt, die die Ermittlung von Rückstellkräften aus verdichtetem Holz ermöglicht. - Die ermittelten Rückstellkräfte dienten zur Auslegung der textilen Armierung mit Hochleistungsfasern. - Für die praktische Umsetzung wurde eine Umwindeeinheit konstruiert und gebaut. Diese Einheit wurde mechanisch und steuerungsseitig in den Woodtrusion-Versuchsstand integriert. - Die Aufnahme der Rückstellkräfte durch das Umwinden der Holzrohre mit Hochleistungsfasern konnte in zahlreichen Versuchen nachgewiesen werden. - Durch die Anwendung des Filament-Winding-Verfahrens erfolgte der abschließende Laminataufbau der Holzrohre. Die letzte Laminatlage ermöglicht gleichzeitig das Finishing der Rohre. - Als Ergebnis aller Prozessschritte stehen Tragstrukturen aus Holz und Faserverbundkunststoff für technisch anspruchsvolle Einsatzfälle als Alternative für Stahlbau-Konstruktionen zur Verfügung. | Dipl.-Ing. Günther Thielemann Tel.: +49 371 5274-239 guenther.thielemann@stfi.de Sächsisches Textilforschungsinstitut e.V. Annaberger Str. 240 09125 Chemnitz | X |
| 01.10.2018 | 31.03.2022 | 22009218 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines klebstofffreien, umweltfreundlichen Papierwabenkerns sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zur Anwendung in Sandwichwerkstoffen im mobilen und immobilen Innenausbau; Teilvorhaben 3: Entwicklung einer Sandwichplatte mit Steckwabenkern und des Verfahrens - Akronym: Steckwabenkern | Im Bereich des mobilen und immobilen Innenausbaus ist eine Substitution herkömmlicher Werkstoffe durch leichte Verbundwerkstoffe sinnvoll, wenn Material-, Produktions-, Transport- oder Handhabungskosten reduziert werden können. Ein bevorzugtes Material ist der Papierwabenkern, der beidseitig mit dünnen Deckschichten versehen in Form von Sandwichplatten für verschiedene Anwendungen, z.B. im Möbel- und Innenausbau sowie im Verpackungsbereich, eingesetzt werden kann. Konventionelle expandierbare Papierwabenkerne werden mit Klebstoff hergestellt. Durch die Anwendung eines neuartigen Prinzips zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (Ineinanderschieben von Papierstreifen in verschachtelter Form, Patent der TU Dresden) kann bei der Herstellung dieses Kerns auf den Einsatz von Klebstoff verzichtet werden. Die eigentliche Herausforderung neben der Entwicklung der neuartigen Wabenstruktur liegt in der Schaffung eines automatisierten Prozesses zur klebstofffreien Herstellung des expandierbaren Papierwabenkerns und einer entsprechenden Fertigungsvorrichtung. Zudem wurde speziell durch VOMO eine Expansionsvorrichtung für den neuartigen Wabenkern entwickelt und anschließend als Demonstrator aufgebaut. | Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde die Herstellung eines klebstofffreien, expandierbaren Wabenkerns ("Steckwabenkern") untersucht. Dazu wurde ein zugehöriges Herstellungsverfahren entwickelt. Dabei bestand die größte Herausforderung in der Entwicklung einer Technologie zum Ineinanderstecken einzelner Papierstreifen ausgehend von einer Papierbahn, um so einen expandierbaren Wabenkern zu erzeugen. Parallel dazu wurde durch VOMO speziell ein Expansionsverfahren für den Steckwabenkern entwickelt, das ein sicheres expandieren des Kernes ohne Auseinandergleiten der einzelnen Streifen erlaubt. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurden technische Lösungen zur Erprobung des Herstellungs- und Expansionsverfahrens erarbeitet und technisch als Demonstrator umgesetzt. Abschließend soll an der TU Dresden die Prüfung des Verfahrens und des Kernes (Produkteigenschaften) erfolgen. | Klemens Mormann Tel.: +49 2554 940780-3 mormann@vomo-leichtbautechnik.de VOMO Leichtbautechnik GmbH & Co.KG Borghorster Str. 48 a 48366 Laer | X |
| 01.10.2018 | 30.04.2022 | 22009518 | Verbundvorhaben: Holz-Zement-Hybridsysteme für Wandelemente im Holzhochbau; Teilvorhaben 2: Zementgebundenes Sperrholz - Akronym: HZHWand | Gegenstand des FuE-Vorhabens ist die Entwicklung eines Lignocellulose basierten Verbundmaterials für tragende Wandelemente zur Nutzung im modularen mehrgeschossigen Holzhochbau. Das Hybridbauteil besteht aus zwei Holzwerkstoffen (HWS), die sich in ihrer Rohstoffzusammensetzung, der Herstellungstechnologie und ihren mechanisch-physikalischen Eigenschaften stark unterscheiden. Durch die unterschiedlichen Materialkennwerte erfüllen die Werkstoffe im Materialverbund verschiedene an wendungsbezogene Aufgaben. Die Decklagen werden aus zementgebundenem Sperrholz (Cement-bonded plywood - CBPly) gebildet. Entgegen bisherigen Untersuchungen wird statt Fichte Buche als Furnier eingesetzt. Aufgrund bekannter Unverträglichkeiten von Buchenholz und Portlandzement werden Spezialzemente (Tonerdezement) verwendet, die aufgrund ihrer Chemie den Holz-Zement-Verbund verbessern sollen. Der Einsatz eines zement-gebundenen HWS als Außenschicht des zu entwickelnden Wandelements ermöglicht die Einstufung des Bauteils in die Baustoffklasse B1 (schwerentflammbar) und schafft somit die Voraussetzung zur Anwendung in Gebäudeklasse (GK) 4. Zielsetzung des Fraunhofer WKI ist hierbei die Entwicklung von zementgebundenem Sperrholz auf Basis von Buchenfurnieren. Hierfür müssen die technischen Hürden bei der Verarbeitung von Buchenholz zu zementgebundenen HWS überwunden werden, die Buchenfurniere hergestellt und charakterisiert werden sowie neuartige Zement-Rezepturen mit Tonerdezement entwickelt und daraus zementgebundenes Sperrholz hergestellt werden | Im Teilvorhaben 2 wurde am Fraunhofer WKI zementgebundenes Sperrholz auf Basis von Buchenfurnieren entwickelt. Hierbei sollte als Substitut für Fichte Buche Verwendung finden. Neben der Vorbehandlung des Holzes sowie der Charakterisierung der hergestellten Schälfurniere wurden in Abstimmung mit einem Industriepartner Bindemittelrezepturen auf Zementbasis entwickelt. Die hergestellten Furniere aus Buche zeigten hierbei eine höhere Schälrisstiefe und -anteil, der mit zunehmender Furnierdicke ansteigt. Ebenfalls ließ sich eine erhöhte Flächenrauheit bei Buche mit zunehmender Furnierdicke erkennen. Die Entwicklungen haben gezeigt, dass bisherige Hürden bei der Verbindung zwischen Holz und Zement durch den Einsatz einer innovativen Bindemittelrezeptur, basierend auf Tonerdezement, überwunden werden konnten. Der Einsatz führte zu höheren Festigkeiten als bei Sperrhölzern, die mit Portlandzement gebunden wurden. Das beschleunigte Erstarrungsverhalten des Tonerdezements begünstigt die Kombination mit stark inhibierenden Holzarten wie der Buche und führt ebenfalls zu einer Verkürzung der Presszeiten. So konnte aufgezeigt werden, dass Retentionsmittel und Verzögerer eine Anpassung der Verarbeitbarkeit (Viskosität, Zeit bis Erstarrungsbeginn) von Tonerdezements in Anpassung an die Sperrholzherstellung ermöglichen. Durch Zusatz von Acrylatdispersionen ist eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften möglich. Durch den Einsatz von Tonerdezement kann im Vergleich zu Portlandzement der Herstellungsprozess bis zur Reife von 24 h auf ca. 6…8 h verkürzt werden. Vergleichende Untersuchungen mit Fichtensperrholz haben jedoch durchweg höhere mechanische Festigkeiten aufgewiesen als die buchenbasierten Sperrhölzer. Ferner ließ sich leider erkennen, dass ein Upscaling vom Labor- auf Technikumsmaßstab nicht zu einer Übertragbarkeit der Ergebnisse führte. | Dr. Nina Ritter Tel.: +49 531 2155-353 nina.ritter@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.11.2017 | 30.06.2019 | 22009617 | Vorhaben (FSP-Brandschutz): Machbarkeitsstudie zur Entwicklung einer Flammschutzimprägnierung für Holzfaserdämmplatten auf Basis von natürlichem Keratin - Akronym: KERBHOLZ | Gegenstand dieses Vorhabens ist die Schaffung der wissenschaftlichen Grundlagen für die Entwicklung eines neuartigen Flammschutzmittels für Holz auf Basis von nicht anderweitig verwertbaren Keratinabfällen. Keratine sind natürliche Strukturproteine, die z. B. in Vogelfedern, Haaren und Hufen vorkommen. Die Kernidee des Vorhabens basiert auf folgender Beobachtung: Keratine sind auf Grund ihrer chemischen Struktur von Natur aus schwer entflammbar und können nur schlecht thermisch verwertet werden. Das Ziel ist daher im Sinne einer rohstofflichen Verwertung von Keratinabfällen die Entwicklung von Methoden, mit denen diese Abfälle wertschöpfend aufgearbeitet und als Flammschutzmittel für Holz eingesetzt werden können. Das Ergebnis ist keratinimprägniertes Holz, in dem die eingelagerten Keratinbruchstücke die Entflammbarkeit des Holzes herabsetzen sowie das Brand- und Glimmverhalten verbessern. Als Keratinquelle wurden für diese Studie Gänsefederabfälle und als Modellsubstrat Holzfasern gewählt. Federabfälle aus der Geflügelzucht stehen nicht in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Weltweit fallen pro Jahr ca. 8–9 Mio. Tonnen Federreste an, die aufwendig entsorgt (deponiert) werden müssen. Die imprägnierten Holzfasern können beispielsweise zur Herstellung von Dämmplatten verwendet werden. Diese sind in ihren Verwendungsmöglichkeiten jedoch aufgrund brandschutztechnischer Vorschriften stark begrenzt. Mit der angestrebten Verbesserung des Brand- und Glimmverhaltens ist es möglich diese auf breiter Front einzusetzen. Das Fernziel ist eine Dämmung, die die Anforderungen von Bauherren, Gesetzgeber und Klimaschutz gleichermaßen erfüllt und aus natürlichen Ressourcen besteht. | Die Machbarkeitsstudie zeigt das Potential keratinbasierter Flammschutzmittel als Imprägnierung für den natürlichen Rohstoff Holz. In der Studie wurde zunächst die Aufarbeitung der Geflügelfedern untersucht und verschiedene Hydrolyseverfahren getestet. Dabei führt die alkalische Hydrolyse zu einem Keratinhydrolysat, das als Lösung gut auf Holzfasern aufgebracht werden kann. Neben Holzfasern sind auch andere Holzmaterialien für die Anwendung denkbar, so dass sich ein breites Anwendungsspektrum ergibt. Nachfolgend wurde das Tränkungsverfahren weiter optimiert, so dass eine Methode erhalten wurde, die zu einer schnellen und effizienten Tränkung der Holzfasern führt. Es konnte mittels thermogravimetrischen Analysen gezeigt werden, dass sich die thermische Zersetzung des Holzes durch die Keratinimprägnierung deutlich verlangsamt. Die Ergebnisse wurden in horizontalen Laborbrandtests validiert. Während unbehandelte Teststreifen vollständig abbrennen, sind die behandelten Teststreifen selbstverlöschend. Zusätzlich zeigen die behandelten Streifen ein besseres Glimmverhalten. Die keratinimprägnierten Teststreifen zeichnen sich nach dem Pressen durch eine größere Stabilität und einen größeren Zusammenhalt der einzelnen Fasern aus. Dies deutet darauf hin, dass die Keratinhydolysate die natürliche Klebkraft der Holzspäne unterstützen. Abschließend wurden Holzplatten hergestellt, die mittels ConeCalorimeter-Messungen in Anlehnung an ISO 5660 getestet wurden. Diese zeigen eine Zunahme der Entzündungszeit um über 160% für die behandelten Holzplatten. Die Ergebnisse sind vielversprechend und schaffen eine gute Basis für den Einsatz des biogenen Reststoffs Keratin in nachfolgenden Projekten. | Prof. Dr. rer. nat. Oliver Weichold Tel.: +49 241 80-95114 weichold@ibac.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät 3 - Bauingenieurwesen - Institut für Baustoffforschung - Lehr- und Forschungsgebiet Strukturelle Polymerkomposite im Bauwesen Schinkelstr. 3 52062 Aachen | |
| 01.11.2018 | 31.08.2022 | 22009618 | Verbundvorhaben: Elementierte Fassadensysteme mit hybrider Laubholz-Glas-Verbundtragwirkung; Teilvorhaben 1: Konstruktive und bauphysikalische Vorplanung sowie Fassadenelement-Anschluss und -Prüfung - Akronym: Holz-Glas-Fassaden | Die CO2-Effizienz nachwachsender Bauprodukte liegt auf der Hand. Das Projekt trägt dazu bei, den Anteil heimischer Laubhölzer im Fassadenbau zu erhöhen und eine hochwertige Nutzungsvariante für die wertvollen Hölzer zu schaffen. Elementfassaden aus Holz müssen sich messen lassen an den Varianten aus Aluminium, die den Fassadenbau dominieren, aufgrund ihrer bekannten Stärken. Fassadenbaufirmen, die bereits Pfosten-Riegel-Fassaden aus Holz anbieten, haben es schwer, aus eigener Kraft in den Markt für Holzelementfassaden einzusteigen. Die F&E-Schritte sind kostenintensiv und die Erfolgschancen nicht kalkulierbar. Daher wurden im Projekt die ersten F&E Schritte übergreifend durchgeführt und ohne Schutzrechte veröffentlicht, so dass Unternehmen auf dieser Basis marktreife Systeme weiterentwickeln und vertreiben können. Laubhölzer bieten die werkstofflichen Voraussetzungen für filigrane, tragfähige Verbindungen. Im Projekt wurden die Laubholzprodukte Baubuche und Eichenbrettschichtholz eingesetzt. Die entwickelten Verbindungen sind auf andere Laubhölzer übertragbar. Die erforderliche Breite der Fassadenpfosten wird maßgebend durch die Tragfähigkeit, insbesondere die Biegedrillknickstabilität bestimmt. Durch die kraftschlüssige Verklebung mit der Verglasung wird ein seitliches Ausweichen der Pfosten soweit behindert, dass die reine Biegezugtragfähigkeit maßgebend wird und sehr schmale Holzpfosten möglich sind. Eine kraftschlüssige Verklebung zwischen den Holzprofilen und der Verglasung bietet zusätzlich die Möglichkeit, eine schubsteife Scheibe auszubilden, die zur Aufnahme von Aussteifungskräften in Fassadenebene genutzt werden kann. | Es wurden die wissenschaftlichen Grundlagen für die Weiterentwicklung von Elementfassaden aus hochfesten Laubholzprodukten und kraftschlüssig verbundenen, aber austauschbaren, Verglasungen geschaffen. Auf die Verglasung werden im Werk umlaufend GFK-Profile aufgeklebt, die wiederum mit den Holzprofilen (Pfosten und Riegel) verschraubt werden. Die Elemente sind geschosshoch und können in den üblichen Elementrastermaßen (1,2m bis 1,6m), aber auch in sehr langen Rastermaßen (z.B. 6,0 m) hergestellt werden. Die kraftschlüssige Verbindung zwischen der Verglasung und den Pfosten bietet zwei wesentliche Vorteile: • Der Pfosten kann sehr schmal ausgeführt werden, ohne dass es bei Biegebelastung infolge Windlasten zum Stabilitätsversagen (Biegedrillknicken) kommt. • Das Fassadenelement kann zusätzlich als Schubfeld dienen. Alle Verbindungspunkte in Gesamtsystem konnten so entwickelt werden, dass hinreichend tragfähige und steife Verbindungen gegeben sind: • Verbindung zwischen Riegel und Pfosten mittels Holzschrauben. • Verbindung von Pfosten zu Pfosten (vertikaler Elementstoß) mittels Stahldorn, Stahlwinkelprofilen und modifizierten Arbeitsplattenverbindern. • Verbindung zwischen Holzprofil und GFK-Profil mittels Senkkopfschrauben. Verbindung zwischen Verglasung und GFK-Profil mittels Polyurethan-Klebstoff. • Verbindung zwischen nicht aussteifendem Element und Geschossdecke mittels Bolzen oder modifiziertem Arbeitsplattenverbinder. • Verbindung zwischen aussteifendem Element und Geschossdecke mittels Stahlknotenpunkt und Anbindung der Riegel und Pfosten mittels Gewindehülsen. Die Elementstöße wurden bauphysikalisch so ausgebildet, dass kein Tauwasser auf den Holzoberflächen ausfällt und zu Schimmelpilzbildung führt. Die grundsätzlichen Bedingungen für Elementfugen im Fassadenbau werden selbstverständlich eingehalten. Die Fugen sind schlagregendicht und unvermeidbares Wasser in der Fuge wird über feuchtebeständige Oberflächen nach außen abgeführt. | Prof. Dr.-Ing. Frank Wellershoff Tel.: +49 40 42827-5681 frank.wellershoff@hcu-hamburg.de HafenCity Universität Hamburg - Bauingenieurwesen - Fachgebiet Fassadensysteme und Gebäudehüllen Henning-Voscherau-Platz 1 20457 Hamburg | |
| 01.11.2018 | 31.10.2021 | 22009718 | Verbundvorhaben: Elementierte Fassadensysteme mit hybrider Laubholz-Glas-Verbundtragwirkung; Teilvorhaben 2: Auswahl Rahmenmaterialien; Entwicklung und Erprobung der Rahmeneckenausbildung unter den gegebenen Beanspruchungsfällen, statische und dynamische Prüfungen - Akronym: Holz-Glas-Fassaden | Untersuchungen zur Eignung von Lamellen aus BauBuche-Furnierschichtholz und Eiche-Brettschichtholz zur Herstellung von Pfosten- und Riegelbauteilen für vorgefertigte Holz-Glas-Fassadenelemente. Entwick-lung einer geeigneten Eckverbindung Hygrisches Verhalten beschichteter Bauteile unter wechselnden klimatischen Beanspruchungen (20°C/85% r.h. und 20°C/35 % r.h.); Erfassung von Feuchteänderungen und Dimensionsänderungen. Er-mittlung des Spring-Back-Effektes bei BauBuche-FSH in radialer Richtung nach erstmaliger Auffeuchtung. Untersuchung des Schraubenhaltevermögens zwischen GFK-Adapter und Holzelement bei mechanischer Beanspruchung auf Zug und Schub. Variation der Geometrien der GFK-Adapter und der Holzbauteile nach Vorgaben der Architekten/Planer und Ergebnissen bauphysikalischer Berechnungen. Ermittlung von Kenn-werten zur Fixierung der GFK-Adapter auf dem Holzrahmen. | Probekörper aus BauBuche-FSH und Ei-BSH (480 x 150 x 26 mm) mit Oberflächenbehandlung – La-ckierung und Ölbehandlung – in einem Industriebetrieb mit im Fensterbau erprobten Lacksystemen. Trotz der Oberflächenbeschichtung konnte das Holz sich stetig dem Umgebungsklima (20°C/85% und 20°C/35%) anpassen und damit auch Quellen und Schwinden. Die Feuchteausgleich erfolgt sehr lang-sam und wird auch nach 3…4 monatiger Lagerung im Konstantklima nicht erreicht. Die differentiellen Quellmaße der Probekörper entsprechen verfügbaren Literaturangaben (u.a. Niemz et al. 2007; Pollmeier 2019). Die verbleibende, irreversible Quellung (bezogen auf die Ausgangsmaße im Auslieferungszustand) nach wiederholter Be- und Entfeuchtung beträgt bei BauBuche in (anatomisch) radialer Richtung ca. 1,0…1,5 % und ist dem Spring-Back-Effekt geschuldet. Technisch erprobt wurde die Fixierung der mit dem Glas verklebten GFK-Profile (Teilvorhaben 3) mit den Holzelementen durch geeignete Schraubverbindungen. Verschiedene Schraubentypen wurden un-tersucht und Werte zum Schraubenauszug empirisch ermittelt. Hier schneidet in Querzug- und Schrau-benauszugsversuchen das Ei-BSH deutlich besser als die BauBuche-FSH mit hochkant orientierten Lagen (stehenden Furnierlagen – eine Vorgabe der am Projekt beteiligten Architekten). Hinsichtlich der Schubbeanspruchung der die GFK-Profile fixierenden Schrauben verhielten sich beide Holzwerkstoffe ähnlich; in mehreren Fällen versagten die Schrauben nach anfänglichem Versatz durch Lochleibungsdruck. | Prof. Dr. Andreas Krause Tel.: +49 40 73962-623 andreas.krause@uni-hamburg.de Universität Hamburg - Fakultät für Mathematik, Informatik u. Naturwissenschaften - Fachbereich Biologie - Institut für Holzwissenschaften (IHW) Leuschnerstr. 91 21031 Hamburg | X |
| 01.10.2019 | 31.05.2023 | 22009817 | Verbundvorhaben: Integrierte Holz-Stahl-Hybridelemente für Gewerbe- und Mehrgeschossbau; Teilvorhaben 1: Modellierung von Statik und Schallschutz von Holz-Stahl-Hybridsystemen - Akronym: HS-Hybrid | Die Anwendungsbereiche von Holz in Gewerbegebäuden und im Mehrgeschossbau sind mit Ausnahme des traditionellen Wohnungsbaus bislang nicht oder nur schwer zugänglich für holzbasierte Bausyste-me. Deswegen wird in diesem Vorhaben gezielt eine Hybridbauweise entwickelt, die die multifunktio-nellen Anforderungen im Bauwesen erfüllen kann. Kriterien wie Tragfähigkeit, Steifigkeit (große Spannweiten), Schalldämmung, Brand- und Schwingungsverhalten werden in ihrem Zusammenhang untersucht und beurteilt. Die Interdisziplinarität einer solchen Hybridbauweise fordert und fördert daher die Zusammenarbeit unterschiedlicher Experten aus Materialwissenschaften, Ingenieurholzbau und Akustik/Dynamik. Im Rahmen der förderpolitischen Ziele wird in diesem Vorhaben das Marktpotenzial von Holz und Holzwerkstoffen verbessert, bzw. es werden Hybridelemente entwickelt, damit neue Märkte erschlossen werden können: • Holz-Stahl-Hybridelemente (HSH-Elemente) sind Elemente auf Basis neuer Materialkombinationen mit großem wirtschaftlichem Potenzial, die bisher weder in Deutschland noch in Europa auf dem Markt verfügbar sind. • Die Verbindungen zwischen Holz und Stahl können in einer industriellen Vorfertigung schnell, voll-automatisch und wirtschaftlich realisiert werden. • Die Anwendung hochwertiger Holzprodukte wie Furnierschichtholz (FSH) und Brettsperrholz (BSP) in bisher unerschlossenen Volumenmärkten wie Gewerbe- und Mehrgeschossbau (Hotels, Büro-gebäude, Schulen, usw.) mit freien Spannweiten bis zu 10 m wird ermöglicht. • Durch Anwendung von stiftförmigen Verbindungsmitteln und den Verzicht auf Beton wird der Rückbau vereinfacht und damit die materialoptimierte Entsorgung und das Recycling ermöglicht. | Prof. Dr.-Ing. Jan-Willem van de Kuilen Tel.: +49 89 2180-6462 vandekuilen@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München Winzererstr. 45 80797 München | ||
| 01.09.2018 | 31.08.2021 | 22009918 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines Fachwerkträger-Konzepts für Spannweiten von bis zu 100 m unter Verwendung von Buchenfurnierschichtholz, Hybridträgern aus Nadel- und Buchenholz und Holzschrauben als Verbindungsmittel; Teilvorhaben 2: Technologisch-wirtschaftliche Entwicklung und Herstellung - Akronym: fanabu | Das Projekt Fanabu beschäftigt sich mit der Konzeption, Bemessung und Herstellung von weit gespannten Fachwerkträgern unter Verwendung der Werkstoffe Nadelbrettschichtholz (Na-GL) und Buchenfurnierschichtholz (Bu-LVL). Fachwerkträger stellen durch ihre aufgelöste Konstruktionsweise eine materialsparende Möglichkeit dar, große Spannweiten zu überspannen. Durch den kombinierten Einsatz des hervorragend für Zugbeanspruchungen geeigneten Bu-LVL in hochbeanspruchten Bereichen mit Na-GL lassen sich entsprechende Konstruktionen weiter optimieren. Verbindungen in Knotenpunkten und Montagestößen sollen hierbei durch selbstbohrende Voll- und Teilgewindeschrauben realisiert werden. Ziel ist somit die Entwicklung eines Fachwerkträgerkonzepts, dass materialsparende Ausführung, wirtschaftliches Potential und Robustheit miteinander vereint und insbesondere kleine und mittlere Unternehmen befähigen soll, weit gespannte Tragwerke zu erstellen. Hierfür werden experimentelle, simulationswissenschaftliche und numerische Untersuchungen durchgeführt, um Optimierungspotentiale zu erkennen, baupraktische Lösungen zu entwickeln und ingenieurmäßige Berechnungsansätze herzuleiten. Es werden die Aspekte Konstruktion (Geometrieoptimierung, Abbildung von Steifigkeiten und Nebenspannungen), Material (Hybridquerschnitte aus Bu-LVL und Na-GL) sowie Verbindungen (Anschlüsse der Zugdiagonalen, der Druckstützen und Montagestöße) untersucht. | Herbert Duttlinger Tel.: +49 7675 9053-80 h-duttlinger@bruno-kaiser.de Holzbau Bruno Kaiser GmbH Gässle 7 79872 Bernau im Schwarzwald | X | |
| 01.09.2018 | 30.04.2022 | 22010017 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines Fachwerkträger-Konzepts für Spannweiten von bis zu 100 m unter Verwendung von Buchenfurnierschichtholz, Hybridträgern aus Nadel- und Buchenholz und Holzschrauben als Verbindungsmittel; Teilvorhaben 1: Wissenschaftlich-analytische Entwicklung und Untersuchung - Akronym: fanabu | Das Projekt Fanabu beschäftigt sich mit der Konzeption, Bemessung und Herstellung von weit gespannten Fachwerkträgern unter Verwendung der Werkstoffe Nadelbrettschichtholz (Na-GL) und Buchenfurnierschichtholz (Bu-LVL). Fachwerkträger stellen durch ihre aufgelöste Konstruktionsweise eine materialsparende Möglichkeit dar, große Spannweiten zu überspannen. Durch den kombinierten Einsatz des hervorragend für Zugbeanspruchungen geeigneten Bu-LVL in hochbeanspruchten Bereichen mit Na-GL lassen sich entsprechende Konstruktionen weiter optimieren. Verbindungen in Knotenpunkten und Montagestößen sollen hierbei durch selbstbohrende Voll- und Teilgewindeschrauben realisiert werden. Ziel ist somit die Entwicklung eines Fachwerkträgerkonzepts, dass materialsparende Ausführung, wirtschaftliches Potential und Robustheit miteinander vereint und insbesondere kleine und mittlere Unternehmen befähigen soll, weit gespannte Tragwerke zu erstellen. Hierfür werden experimentelle, simulationswissenschaftliche und numerische Untersuchungen durchgeführt, um Optimierungspotentiale zu erkennen, baupraktische Lösungen zu entwickeln und ingenieurmäßige Berechnungsansätze herzuleiten. Es werden die Aspekte Konstruktion (Geometrieoptimierung, Abbildung von Steifigkeiten und Nebenspannungen), Material (Hybridquerschnitte aus Bu-LVL und Na-GL) sowie Verbindungen (Anschlüsse der Zugdiagonalen, der Druckstützen und Montagestöße) untersucht. | Ausgehend von einem Fachwerkträger-Strukturkonzept mit fallenden Zugstreben und vertikalen Druckstreben werden Potentiale zur Verbesserung der Konstruktion unter Verwendung von Buchenfurnierschichtholz und selbstbohrenden Holzbauschrauben identifiziert. Als Untersuchungspunkte werden die Gurte als Hybridbauteil aus Na-GL und Bu-LVL, die Anschlüsse der Zugdiagonalen und Druckstützen sowie bei größeren Spannweiten erforderliche Montagestöße identifiziert. Die Hybridquerschnitte werden experimentell und numerisch untersucht. Auf Grundlage bestehender FE-Modelle wird eine in Fachwerkträgergurten häufig auftretende Kombination aus Biegemomenten und Normalkräften modelliert und so Interaktionen untersucht und analytische Bemessungsansätze entwickelt. Die Tragfähigkeit der Anschlüsse von Druckstreben und insbesondere die Querdrucktragfähigkeit von Hybridquerschnitten werden untersucht und verschiedene Verstärkungsmaßnahmen mit Holzwerkstoffplatten und selbstbohrenden Holzbauschrauben gegenübergestellt. Bei den Anschlüssen der Zugdiagonalen wird ein Potential zur Steigerung der Tragfähigkeit durch erhöhung der Reibbeiwerte durch Oberflächenbearbeitungen identifiziert und eine einstoffliche Verstärkungsmethode entwickelt. Parallel dazu werden Ansätze zur Berechnung der rotatorischen Steifigkeit entsprechender Anschlüsse untersucht und deren Auswirkung auf Nebenspannungen und die Tragfähigkeit des globalen Systems untersucht. Anschließend werden Ausführungsvarianten für die im Strukturkonzept erforderlichen druck- und zugbeanspruchten Montagestöße entwickelt und in kleinteiligen Versuchen experimentell geprüft. Abschließend werden die zuvor in kleinteiligen Versuchen ermittelten Verstärkungsansätze und Berechnungsmethoden anhand von drei Fachwerkträgern im Bauteilmaßstab überprüft. | Dr.-Ing. Matthias Frese Tel.: +49 721 608-47948 matthias.frese@kit.edu Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Holzbau und Baukonstruktionen Reinhard-Baumeister-Platz 1 76131 Karlsruhe | X |
| 01.10.2018 | 30.04.2022 | 22010118 | Verbundvorhaben: Holz-Zement-Hybridsysteme für Wandelemente im Holzhochbau; Teilvorhaben 4: Hybridwandelement - Akronym: HZH-Wand | Der Gegenstand des FuE-Vorhabens war die Entwicklung eines Lignocellulose basierten Verbundmaterials für tragende Wandelemente zur Nutzung im modularen mehrgeschossigen Holzhochbau. Das Hybridbauteil sollte aus zwei Holzwerkstoffen bestehen, die sich in ihrer Rohstoffzusammensetzung, der Herstellungstechnologie und ihren mechanisch-physikalischen Eigenschaften stark unterscheiden. Durch die unterschiedlichen Materialkennwerte sollten die Werkstoffe im Materialverbund verschiedene anwendungsbezogene Aufgaben erfüllen. Das gefertigte Bauteil sollte sowohl den Anforderungen an einen hohen Feuerwiderstand als auch statischen (Lastabtragung, Aussteifung) und bauphysikalischen (Witterungseinflüsse, Wärmeschutz, Schallschutz) Anforderungen genügen. Während der Widerstand gegenüber Brand und Feuchte sowie der Hauptteil der statischen Anforderungen von den Decklagen übernommen werden sollte, sollten die bauphysikalischen Anforderungen zum Wärme- und Schallschutz in erster Linie von dem im Wandinneren liegenden Partikelwerkstoff getragen werden. Dieser wurde durch Hochfrequenzerwärmung hergestellt. Die Decklagen wurden aus zementgebundenem Sperrholz gebildet. Das Fügen der zwei Werkstoffe zu einem Holz-Zement Hybridsystem (HZH-System) sollte durch eine dauerhafte flächige Verklebung bewerkstelligt werden. Im Rahmen des Verbundvorhabens beschäftigte sich der Arbeitsbereich (AB) D der HSRM mit der Planung, der Bemessung und der Konstruktion von Hybridsystemen für den Holzhochbau. Im Einzelnen wurden hierzu u.a. theoretische und experimentelle Untersuchungen zu den gefügten Hybridelementen im Hinblick auf die Verwendung in Bauwerken durchgeführt | Zunächst wurde als Berechnungsgrundlage ein mehrgeschossiges Mustergebäude entworfen und definiert. Es besitzt 8 Stockwerke und Abmessungen von 30 m x 16 m. Eine statische Bemessung mehrschichtiger Wandelemente wurde vorgenommen und es zeigte sich, dass die Lasten, die auf das Gebäude einwirken, unter Annahme bestimmter Materialeigenschaften insgesamt gut abgetragen werden können. Anschließend wurde unterschiedliche Anschlussdetails entwickelt und bemessen. Die Anschlüsse der Wandelemente gliedern sich prinzipiell in drei Bereiche auf. Der erste Bereich bildet den vertikalen Stoß zwischen benachbarten Wandelementen. Diese wiederrum können in unterschiedlichen Varianten auftreten, neben einer Kopplung in Wandrichtung (0°) können auch rechtwinkelige Anschlüsse (90°) auftreten. Weiterhin liegen horizontale Stöße zwischen aufeinander stehenden Wandelementen sowie horizontale Stöße zwischen Wänden und Decken vor. Aus experimenteller Sicht wurden vor allem Versuche durchgeführt, um Faktoren / Verhältniswerte zu ermitteln, mit denen man von Festigkeiten und Steifigkeiten von kleinen Proben auf die Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte von großen Bauteilproben schließen kann. Zur Bestimmung dieser Downscaling-Faktoren wurden Groß- und Kleinversuche durchgeführt. Bei diesen Versuchen wurden jeweils Elastizitätsmodul und Biegefestigkeit bestimmt. Die Versuchsergebnisse wurden bei der Entwicklung der jeweiligen Materialkomponenten des HZH-Systems berücksichtigt. Letztlich wurden an Prüfkörpern des HZH Systems diverse Versuche zum Tragverhalten (Biegeversuche, Druckversuche, Versuche zur Bestimmung des Schubmoduls) durchgeführt. Hierbei zeigte sich, dass das Versagen häufig durch ein Lösen der Furnierlagen im Bereich der Decklagen verursacht wurde. | Prof. Dr.-Ing. Leander Bathon Tel.: +49 611 9495-1518 leander.bathon@hs-rm.de Hochschule RheinMain - Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen - Holzbaulabor Kurt-Schumacher-Ring 18 65197 Wiesbaden | X |
| 01.10.2018 | 30.04.2022 | 22010218 | Verbundvorhaben: Holz-Zement-Hybridsysteme für Wandelemente im Holzhochbau; Teilvorhaben 3: Fügetechnik HZH-Wand - Akronym: HZHWand | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsvorhabens war die Entwicklung eines Lignocellulose basierten Verbundmaterials für tragende Wandelemente zur Nutzung im modularen mehrgeschossigen Holzhochbau. Im Bauwesen kann grundsätzlich zwischen massiven und aufgelösten Bauweisen differenziert werden. Durch Produktneuentwicklungen und -weiterentwicklungen in den letzten Jahren besteht inzwischen auch die Möglichkeit massiv in Holz zu bauen. Derzeit dominieren die Systeme Brettstapelbauweise, Brettsperrholz und Hohlkastenelemente als Wandelemente die Holzbauweise für den Hochbau. Elemente aus Holzwerkstoffen, die mehrschichtig zu tragenden Bauteilen verklebt werden, fristen noch ein Nischendasein. Das zu entwickelnde Hybridbauteil (Holz-Zement-Hybrid-System = HZH-System) sollte aus zwei Holzwerkstoffen, die sich in ihrer Rohstoffzusammensetzung, der Herstellungstechnologie und ihren mechanisch-physikalischen Eigenschaften stark unterscheiden, bestehen. Durch die unterschiedlichen Materialkennwerte sollten die Werkstoffe im Materialverbund verschiedene anwendungsbezogene Aufgaben erfüllen. Die Decklagen sollten aus zementgebundenem Sperrholz gebildet werden. Entgegen bisherigen Untersuchungen sollte statt Fichte Buche als Furnier eingesetzt werden. Aufgrund bekannter Unverträglichkeiten von Buchenholz und Portlandzement sollte Spezialzement (Tonerdezement) verwendet werden, der aufgrund seiner Chemie den Holz-Zement-Verbund verbessert. Der Einsatz eines zementgebundenen Holzwerkstoffs als Decklage des zu entwickelnden Wandelements sollte die Einstufung des Materials als solches in die Baustoffklasse B (schwerentflammbar) bzw. des Bauteils in Gänze in die Feuerwiderstandsklasse F-60 (hochfeuerhemmend) ermöglichen und somit die Voraussetzung zur Anwendung in Gebäudeklasse (GK) 4 schaffen Der Schwerpunkt des Teilvorhabens lag in der Auswahl und Charakterisierung von Fügetechniken, um die zwei Werkstoffe miteinander zu verbinden | Innerhalb des Projekts wurde das AP Auswahl und Charakterisierung von Verbindungsmitteln und Technologien zum Fügen von Hybridsystemen bearbeitet. Hier stand die Auswahl und Charakterisierung von geeigneten Klebstoffen im Mittelpunkt sowie die Untersuchung, welchen Einfluss die mit Zement behandelte Holzoberfläche auf die Klebung hat. Durch das Charakterisieren verschiedener Klebstoffarten (Unterschiede im Aushärtungsverhalten, Auftrag und Handhabung) wurde ein Klebstoff-Pool aufgebaut, der später bei der Optimierung des Herstellungsprozesses herangezogen werden sollte. Dabei wurde neben der Performance bei Normklima, auch die Temperaturbeständigkeit bei extremen Betriebstemperaturen von -20 °C bis +85 °C sowie auch die Alterungsbeständigkeit (Wasserlagerung 2h) betrachtet. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass nach Entfernung der Zementschicht von der Oberfläche und einer anschließenden Reinigung alle marktüblichen Klebstoffe für die Klebung von zementgebundenen Holzwerkstoffen geeignet sind | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | X |
| 01.07.2017 | 31.03.2021 | 22010516 | Verbundvorhaben: Mikrostrukturmodellierung zur Optimierung holzfaserbasierter Wärmedämmstoffe; Teilvorhaben 1: Physikalische Charakterisierung und Validierung - Akronym: LowLambda | Ziel des Vorhabens ist die grundständige Untersuchung der Abhängigkeit der Wärmeleitfähigkeit holzfaserbasierter Dämmstoffe von der Mikrostruktur des Materials. Auf eine im Projekt zu erstellende, detaillierte morphologische Modellierung auf Basis von µCT werden zu entwickelnde Algorithmen zur Modellierung der Wärmeübertragung angewandt, die neben der Wärmeleitung durch den Feststoffanteil auch Strahlung und Konvektion berücksichtigen. Die Modelle werden durch umfangreiche Messungen an einer breiten Materialvariation validiert. Mit Methoden des virtuellen Materialdesigns werden Potentiale zur Minimierung der Wärmeleitfähigkeit detektiert. Durch eine präzise Dokumentation der Produktionsparameter während der Probenherstellung werden während der Projektlaufzeit Korrelationen zwischen der Faser- und Werkstoffstruktur und den Herstellbedingungen gesucht, durch deren Kenntnis die Produktion von gezielt veränderten Faser- und Werkstoffstrukturen ermöglicht wird. Durch die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Verbundpartner wird eine umfassende Aufklärung der Zusammenhänge zwischen den Produktionsparametern, der Fasermorphologie, den Struktureigenschaften des Materials und der daraus resultierenden Wärmeleitfähigkeit erwartet. Die Arbeiten im Teilvorhaben 1 umfassen neben der Projektkoordination die physikalische Charakterisierung der Rohstoffe, Fasertypen und Plattenmaterialien hinsichtlich granulometrischer, thermischer, strömungsdynamischer und mechanischer Eigenschaften. Im Weiteren werden auch Untersuchungen zum thermischen Verhalten unter instationären Temperaturbedingungen bei baupraktischen Feuchten durchgeführt. Die Untersuchungen dienen der initialen Charakterisierung, zur Modellvalidierung sowie der Überprüfung der Ergebnisse der optimierten Versuchsmaterialien. Außerdem werden in Zusammenarbeit mit dem Teilvorhaben 2 die Modelle zur rechnerischen Untersuchung der Wärmeleitfähigkeit unter Berücksichtigung von Klebestellen und Wärmestrahlung weiterentwickelt. | Dr.-Ing. Sebastian Treml Tel.: +49 89 8580030 treml@fiw-muenchen.de Forschungsinstitut für Wärmeschutz eingetragener Verein München Lochhamer Schlag 4 82166 Gräfelfing | X | |
| 01.11.2017 | 31.10.2020 | 22010617 | Verbundvorhaben: Entwicklung und Funktionsnachweis einer Technologie zur Endlosherstellung von hochfesten Konstruktionshalbzeugen aus einheimischen Hölzern; Teilvorhaben 2: Technologieentwicklung, geometrische Durchbildung und bautechnische Realisierung - Akronym: Woodtrusion | Das Ziel des vorliegenden Projektes bestand darin, eine Technologie zu entwickeln und zu erproben, die eine Verarbeitung von einheimischen dünnen Rundholzstangen, zu endlosen Konstruktionshalbzeugen beinhaltet. Die Konstruktionshalbzeuge bestehen aus einer definierten Anzahl, radial angeordneter Rundholzstangen, die extrudiert und mit Glasfaserrovings umwunden werden. Das Ziel des Gesamtvorhabens bestand in der Entwicklung eines vollautomatischen Prozesses. Das Teilprojekt des Steinbeis Innovationszentrums Chemnitz bestand in der Entwicklung und Erprobung einer automatischen Anlagentechnik zur Herstellung der Stangenanordnung zu einem formstabilen Verbund. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Vereinzelung der Rundholzstangen aus einem Stapel, der anschließenden Anordnung der Stangen zu einer geeigneten runden Vorform und der automatischen Bereitstellung für den Pressvorgang. | Mit der Übergabe in die Schwenkstation und der Mechanismen zur Druckspannungserzeugung ist es möglich und nachgewiesen, einen formstabilen Stangenvorverbund herzustellen und diesen positionsgenau der Presstrecke bereitzustellen. Aus der Durchführung der exakten Prozessplanung ging die Aufteilung der gesamten Zuführstrecke in einzelne Funktionseinheiten hervor. Die Teilsysteme wurden in dementsprechende Baugruppen gegliedert. Die Stationen wurden vollständig konstruiert und gebaut und die Gesamtanlage in Betrieb genommen. Mit den durchgeführten Anpassungen und Optimierungen im Testverlauf konnten Probleme erkannt und beseitigt werden. Weiter wurden Anpassungsarbeiten dafür genutzt, Dünnholzstangen mit größeren Maß- und Formabweichungen zum stabilen Vorverbund verarbeiten zu können. Mit der mechanischen Verbindung aller Anlagenteile beim Projektpartner STM Montage Lunzenau ist ein fest montiertes Anlagensystem entstanden, welches den Bedingungen eines industrietauglichen Einsatzes gerecht wird. | Prof. Dr.-Ing. habil Eberhard Köhler Tel.: +49 371 5347-385 ekoehler@stz122.de Steinbeis Innovation gGmbH - Steinbeis Innovationszentrum Annaberger Str. 240 09125 Chemnitz | X |
| 01.01.2019 | 31.12.2021 | 22010716 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Entwicklung einer glimmgeschützten Holzfaserdämmung; Teilvorhaben 1: Entwicklung des Glimmschutzmittels und Simulation - Akronym: InnoDaemm | Holzfaserdämmstoffe sind nach DIN 4102-1 (1998) in die Baustoffklasse B2 (normalentflammbar) eingestuft. Sie erreichen die Baustoffklasse B1 (schwerentflammbar) nicht, weil sie nach Entzug der Flamme Glimmerscheinungen aufweisen. Aus dem Grund ist die Verwendung dieser Materialien für die Gebäudeklassen 4 und 5 nach Musterbauordnung nicht erlaubt. Daher befasst sich dieses Vorhabens mit der Entwicklung einer innovativen glimmgeschützten Holzfaserdämmplatte, die nach Entfernung der Zündquelle selbst-verlöschend ist und nicht glimmt. Das zu entwickelnde Glimmschutzmittel soll ökologisch vertretbar sein. Die Anbindung und der Beladungsgrad des Glimmschutzmittels an die Holzfasern sollen durch unterschiedliche Applikationsmethoden des Glimmschutzmittels auf der Faseroberfläche verbessert werden. Das Vorhaben gliedert sich in insgesamt vier Arbeitsschwerpunkte. Im ersten Arbeitsschwerpunkt werden Holzfaserdämmstoffe, die mit unterschiedlichen Glimmschutzmitteln behandelt werden, hergestellt. Die benötigten Glimmschutzmittel und deren Applikationsmöglichkeiten werden im zweiten Arbeitsschwerpunkt erforscht und entwickelt. In diesem Arbeitsschwerpunkt wird auch der Glimmprozess simuliert, um aus den Ergebnissen Anforderungen an ein Glimmschutzmittel abzuleiten. Im Arbeitsschwerpunkt drei werden die Ergebnisse auf einen industrieähnlichen Maßstab skaliert. Der letzte Arbeitsschwerpunkt dient der Koordination und Berichterstattung des Projektes. | Das übergeordnete Vorhabensziel (Herstellung von nichtglimmenden Holzfaserdämmstoffen) konnten nicht erreicht werden, allerdings konnten wichtige Erkenntnisse für die weitere Brandertüchtigung von Holzfaserdämmstoffen und deren Untersuchung erlangt werden. Durch die Simulation des Glimmprozesses ist dieser besser verstanden und der Einfluss verschiedener Parameter analysiert worden. Dadurch konnten die Anforderungen an ein Glimmschutzmittel einfacher definiert werden. Die damit erhaltenen Erkenntnisse können auch auf andere organische Materialien übertragen werden, die eine Neigung zum Glimmen aufweisen. Über die erfolgten Veröffentlichungen und die erstellten Abschlussarbeiten konnte der wissenschaftliche Nachwuchs qualifiziert werden. | Dr. Torsten Kolb Tel.: +49 531 2155-335 torsten.kolb@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.08.2018 | 30.06.2021 | 22010717 | Verbundvorhaben: Innovative Nass-in-Nass-Klebetechnologie für HBV-Fertigteildecken; Teilvorhaben 2: Entwicklung von Herstellmethoden und klebetechnischen Prozessen - Akronym: NinN-Kleb-HBV | Ziel ist die Erforschung und Entwicklung der geeigneten Herstelltechnologie für eine neue, statisch hocheffiziente und steife Verbindungstechnologie für Holz-Beton-Verbund-Decken (HBV-Decken). Diese beruht auf einer neuartigen Klebeverbindung zwischen Beton und Holz. Die Besonderheit dieser Klebetechnologie besteht darin, dass der frische Beton direkt auf die noch feuchte Klebstoffschicht aufgegossen wird. Diese sogenannte Nass-in- Nass-Verklebung ermöglicht auch bei unebenen Holzträgern einen lückenlosen Verbund zwischen dem Holz und der Betonplatte aus selbstverdichtendem Beton, Normal- oder Leichtbeton. Die sehr schnelle Fertigungsweise und die geringen Klebstoffkosten machen nass-in-nass-verklebte HBV-Decken deutlich preiswerter als HBV-Decken mit den üblichen Schraubenverbindungen. Im Teilprojekt NinN-Kleb-HBV-Prod wird für die neue Nass-in-Nass Klebetechnologie ein geeignetes, innovatives Herstellverfahren für die Klebeverbindung in vorfabrizierte HBV-Deckenelemente entwickelt. Darauf aufbauend wird die Fügetechnologie erforscht, die zur Montage und Kombination der einzelnen Deckenelemente zur gesamten Bauwerksdecke notwendig ist. Die Herstellung wird damit qualitätssicher, witterungsunabhängig und schnell. Die dafür notwendigen, ganz speziellen konstruktiven Detaillösungen werden im Projekt erforscht. Am Projektende stehen Demonstratoren zu Deckensystemen und zur Herstellungstechnologie im Maßstab 1:1. Es werden Grundlagen erforscht und entwickelt, die Voraussetzung für die Umsetzung dieser innovativen Herstellungstechnologie im Holzbauunternehmen sind. Versuche im Maßstab 1:1 an geklebten HBV-Fertigteildecken-Elementen und ein Demonstrator verifizieren die Forschungsergebnisse und demonstrieren ihre schnelle praktische Umsetzung. Die entwickelten HBV-Decken sparen ca. 2/3 des Betons und CO2 in Betondecken und halbieren so den Beton-Gesamtverbrauch in Hochbauten. | Ulf Cordes Tel.: +49 4268 933-11 uc@cordes-holzbau.de Cordes Holzbau GmbH & Co. KG Waffensener Dorfstr. 20 27356 Rotenburg (Wümme) | X | |
| 01.05.2016 | 31.10.2019 | 22010915 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Gesundheitliche Bewertung von Emissionen aus Holz und Holzprodukten in Innenräumen mittels experimenteller toxikologischer Untersuchungen und humanbasierter Beobachtungen; Teilvorhaben 2: Charakterisierung und Bewertung chemosensorischer Effekte von Leitsubstanzen der Emissionen - Akronym: GesundHOLZ | Vor dem Hintergrund der Ziele des Gesamtvorhabens, ein umfassendes Bild über mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Emissionen, die typischerweise aus Holz abgegeben werden, aufzuzeigen, verfolgte das Teilvorhaben 2 das spezielle Ziel relevante in vitro Daten zu erzeugen und bereitzustellen, die eine Bewertung der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs) und deren Gemische in Hinblick auf chemosensorische Effekte im Menschen ermöglichen. Die in Frage stehenden VOCs besitzen charakteristische Gerüche, die durch die Geruchsrezeptoren des Menschen vermittelt werden. Gerüche per se sind chemosensorische Wahrnehmungen, die als nicht gesundheitsschädlich eingestuft werden. In höheren Konzentrationen aktivieren diese VOCs jedoch auch Chemorezeptoren des Trigeminusnervs. Diese Interaktion mit dem peripheren Nervensystem bildet die neurobiologische Grundlage der sensorischen Irritation, einem gesundheitsschädlichen und hochrelevanten Endpunkt der regulatorischen Toxikologie. Um die Potenz von Holzproduktemissionen einzuschätzen, mit der diese die für die Humansituation relevanten Chemorezeptoren aktivieren, wurde ein am IfADo etabliertes in vitro System, das isolierter Neurone des trigeminalen Ganglions (TG) aus Mäusen verwendet, genutzt, um so vergleichenden Untersuchungen der VOCs und ihrer Gemische durchzuführen. | In Abstimmung mit dem IUK und nach chemischen Analysen durch das TI wurden fünf holztypische VOCs ausgewählt, die quantitativ den größten Teil der Emissionen aus OSB-Platten und Kiefernholz ausmachen. Es sind die drei Terpene a-Pinen, Limonen und 3-Caren sowie die beiden Aldehyde trans-2-Octenal und Hexanal. Aus den Ergebnissen von Emissionsprüfungen am TI und den Erkenntnissen der Literaturstudie wurden typische Gemische dieser fünf VOCs für OSB-Platten und Kiefernholz ermittelt und alle Materialien vom IUK zur zellbiologischen Testung bereitgestellt. Die fünf VOCs wurden sowohl einzeln als auch in diesen beiden Gemischen getestet, wobei die TG-Neuronenkulturen mit Flüssigkeit "überspült" wurden, die sechs bis acht mirko- bis millimolaren Konzentrationen der VOCs enthielten. Ob dabei Chemorezeptoren wie die TRP-Kanäle (englisch: transient receptor potential channels) aktiviert werden, wurde mit fluoreszenzmirkoskopischen Aufnahmen erfasst, die den Einstrom von Ca2+-Ionen in die TG-Neurone sichtbar macht. Das IfADo hat mit diesen zellbiologischen Experimenten für diese fünf VOCs Kennwerte ermittelt, die beschreiben, in welcher Konzentration die VOCs 25% der TG-Neurone über bestimmte Chemorezeptoren aktivieren. Basierend auf den Messungen zeigten die Projektergebnisse des IfADo, dass (a) die Aldehyde trans-2-Octenal und Hexanal eine deutlich höhere Potenz zur Auslösung sensorischer Irritationen aufweisen, als die Terpene a-Pinen, Limonen und 3-Caren, (b) bei VOC-Gemischen mit hohem Anteil an Aldehyden, wie sie aus OSB-Platten emittiert werden, ein überadditiver Effekt zu erwarten ist, (c) diese Effekte wahrscheinlich durch die starke und selektive Aktivierung des TRPA1-Rezeptors durch die Aldehyde vermittelt wird und (d) Entzündungsprozesse diese Aktivierung sehr wahrscheinlich verstärken. | PD Dr. rer. nat. Christoph van Thriel Tel.: +49 231 1084-407 thriel@ifado.de Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V. Ardeystr. 67 44139 Dortmund | X |
| 01.09.2017 | 28.02.2019 | 22010917 | Verbundvorhaben: 3D-Druck von holzbasiertem Stützmaterial zur Integration in generative Betonfertigungsverfahren; Teilvorhaben 2: Prozesse und Wechselwirkungen - Akronym: BioConSupport_IfB | Die Technologie der generativen Fertigung mit Beton wurde weltweit so weit entwickelt, dass erste Bauwerkskomponenten für bauliche Anwendungen gedruckt werden konnten. Bisher liegt keine technisch befriedigende Lösung für den 3D-Druck geneigter, auskragender oder horizontal freitragender Elementen vor. Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung einer Rezeptur und eines Austragsverfahrens für ein Stützmaterial ab, welches den Beton-3D-Druck derartiger Strukturen ermöglicht, indem es die Drucklasten des noch nicht erhärteten Betons aufnimmt. Außerdem muss das Material lagerfähig, mit in zum Betondruck passender Technologie förder-, austrag- und aushärtbar, preisgünstig, einfach entfernbar, möglichst wiederverwendbar und umweltfreundlich sein. Als Lösungsansatz wird ein Materialverbund aus Holzpartikeln und einer biobasierten Matrix auf Stärke-Basis mit Additiven entwickelt und in zwei verschiedenen Prozessrouten untersucht. Dabei werden die mechanischen & rheologischen Eigenschaften sowie die Wechselwirkungen mit Beton bewertet und hinsichtlich der Anforderungen optimiert. Es werden zudem verschiedene Ansätze zu Förderung, Austragung und Aushärtung des Materials in Zusammenspiel mit einem Beton-3D-Druck-Verfahren analysiert, verglichen und bewertet. | Prof. Dr.-Ing. Viktor Mechtcherine Tel.: +49 351 463-35920 mechtcherine@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Baustoffe Georg-Schumann-Str. 7 01187 Dresden | X | |
| 01.05.2016 | 31.10.2019 | 22011015 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Gesundheitliche Bewertung von Emissionen aus Holz und Holzprodukten in Innenräumen mittels experimenteller toxikologischer Untersuchungen und humanbasierter Beobachtungen; Teilvorhaben 3: Untersuchungen allergischer und entzündlicher Effekte im Tiermodell - Akronym: GesundHOLZ | Das Projekt GesundHOLZ ermittelt und bewertet die humantoxikologische Relevanz der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC, Volatile Organic Compounds), die bei der Nutzung von Holz und Holzwerkstoffen entstehen. In dem geplanten Teilvorhaben 3 sollen tierexperimentelle Studien durchgeführt werden, die ein mögliches Gefährdungspotential einer Exposition durch Holzemissionen eruieren sollen. Dabei liegt der Fokus auf mögliche Effekte durch Holzemissionen auf das Immunsystem und die daraus resultierenden Krankheitsrisiken für das allergische Asthma und entzündliche Erkrankungen der Atemwege. Dabei soll der Einfluss von Emissionen aus Kiefernholz und aus dem Holzwerkstoff OSB sowohl auf das akute Asthma bronchiale als auch auf die Entstehung eines chronischen Asthmas nach Langzeitexposition untersucht werden. Mithilfe dieser Modelle sollen adverse, biologisch signifikante Effekte erfasst und Datenlücken hinsichtlich einer möglichen akuten und chronischen Toxizität von Holzemissionen geschlossen werden. | Nach umfangreichen Etablierungsexperimenten zu den Expositionsszenarien und der Identifizierung von Störfaktoren wurde der Einfluss von Kiefernholz- und OSB-Emissionen im akuten (Kurzzeitexposition) und chronischen Asthmamodell (Langzeitexposition) untersucht, wobei im chronischen zwei verschiedene TVOC-Konzentrationsbereiche verwendet wurden. Die wesentlichen Ergebnisse sind nachfolgend dargestellt: 1. Kiefernholz hatte in einer hygienisch bedenklichen Konzentration (Ø 4.8 mg/m3, Bereich 3 - 6,5 mg/m3) keine entzündlichen oder Allergie-unterstützenden Effekte auf die Atemwege (2 ½ Wochen Exposition). OSB mit einer durchschnittlichen Konzentration von 2,7 mg/m3 (1,8 – 4,3 mg/m3) führte bei einer 2 ½ wöchigen Exposition zu einer Reduktion der Atemwegsentzündung und der Antigen-spezifischen IgE-Spiegel. Die Lungenfunktion war unbeeinflusst. 2. Eine Langzeitexposition durch Kiefernholz (12 Wochen) hatte in einer hygienisch inakzeptablen Konzentration (Ø 11,4 mg/m3, 3 - 18 mg/m3) keine Allergie-unterstützenden Effekte. Es kann allerdings nicht ausgeschlossen werden, dass eine längere Belastung durch diese Kiefernholkonzentrationen die Lungenfunktion und die Lungenmorphologie in nicht-sensibilisierten Mäusen beeinflusst. Eine Langzeitexposition durch OSB (12 Wochen) mit einer durchschnittlichen Konzentration von 2,6 mg/m3 (1,2 – 4,3 mg/m3) verminderte tendenziell ebenfalls die eosinophile Entzündung, die IgESpiegel aber auch den Kollagengehalt der Lunge. Lungenfunktion, Anzahl der glatten Muskelzellen sowie die Isoprostan-Spiegel waren nicht verändert. 3. Eine Langzeitexposition durch Kiefernholz (12 Wochen) in einer hygienisch bedenklichen Konzentration (Ø 3,7 mg/m3) hatte keine Allergie-unterstützenden oder entzündlichen Effekte auf die Lunge. Eine Langzeitexposition durch OSB (12 Wochen) in einer niedrigeren Konzentration (Ø 1,2 mg/m3, 0,76 – 1,67 mg/m3) hatte keine Effekte auf die Lunge. | PD Dr. Tobias Polte Tel.: +49 341 235-1545 tobias.polte@ufz.de Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ Permoserstr. 15 04318 Leipzig | X |
| 01.10.2018 | 31.12.2022 | 22011017 | Erhöhung der Festigkeiten und der Feuerbeständigkeit von Leichtbau-Holzwerkstoffen durch Basaltinlays und mineralische Bindemittel - Akronym: HolzBasalTec | Ziel des geplanten Projektvorhabens ist die Optimierung der Festigkeiten und der Feuerbeständigkeit rohdichtereduzierter einschichtiger und dreischichtiger Spanplatten und Oriented Strand Boards (OSB) für den Bausektor und die Verpackungsindustrie. Durch den Einsatz geeigneter Matten (Inlays) auf Basaltbasis sollen die für den Bausektor notwendigen Mindestanforderungen an die Festigkeit (insbesondere der Biegefestigkeit) trotz reduzierter Rohdichten erfüllt werden. Spanplatten und OSB für den Bausektor werden größtenteils mit polymerem Diphenylmethandiisocyanat (pMDI), Phenol-Formaldehyd-Harzen (PF-Harz) oder Melamin-Harnstoff-Formaldehyd-Harzen (MUF-Harz) gebunden, um eine entsprechende Wasserbeständigkeit der Werkstoffe zu gewährleisten. Für die Erreichung hoher Festigkeitswerte ist eine gute Anbindung der Bindemittel an die Basaltfasermatten und damit eine feste Einbindung der Basaltfasermatten in den Werkstoffverbund notwendig. Um dies zu erreichen, sollen die Oberflächen der Basaltfasermatten modifiziert werden. Dazu sollen vor allem Silanverbindungen eingesetzt werden. Der zweite Aspekt dieses Forschungsvorhabens betrifft die Optimierung der Feuerbeständigkeit von Holzwerkstoffen, die in vielen Bereichen des Bausektors gewährleistet werden muss. Für diesen Forschungsansatz sollen alternative Klebstoffgemische auf Mineralbasis (Wasserglas, Kieselsole), die einen entsprechenden Feuerschutz bieten, entwickelt und in Kombination mit den typischen Bindemitteln (Isocyanat, PF-Harz und MUF-Harz) eingesetzt werden. Die entwickelten Bindemittelsysteme werden dann auch für die Werkstoffe mit Basaltinlays angewandt. Die Festigkeitswerte sowie das Brandverhalten der hergestellten Produkte werden nach Normverfahren der Industrie evaluiert. | Das Forschungsprojekt HolzBasalTec konnte nachweisen, dass eine Verstärkung von Holzwerkstoffen mit Basaltfasergeweben die Biegefestigkeiten von Spanplatten und OSB stark erhöhen kann, ohne dabei die Querzugfestigkeit negativ zu beeinflussen. Dazu ist eine Implementierung der Gewebe nahe der Plattenoberfläche vorteilhaft. Die Untersuchungen von verschiedenen modifizierten Basaltoberflächen zeigte, dass von den untersuchten Beschichtungen die höchsten Festigkeiten und Steifigkeiten mit einem acrylatbeschichteten Basaltgewebe erzielt werden können. Diese Beschichtung gewährleistet für die meisten konventionellen Bindemittel im Holzwerkstoffsektor die höchste Adhäsion zwischen Basalt und Bindemittelmatrix. Die Basaltverstärkung der Plattenwerkstoffe ermöglichte es dichtereduzierte Platten herzustellen, welche den normativen Anforderungen der Holzwerkstoffindustrie entsprechen. Es konnte nachgewiesen werden, dass sich die relative Verstärkung von OSB sowie Spanplatten aufgrund der Größen der eingesetzten Holzpartikel unterscheiden. Im zweiten Teilbereich dieses Projektvorhabens wurde gezeigt, dass eine Verwendung von mineralischen Bindemitteln zur Reduktion der Brennbarkeit von Spanplatten oder OSB mit technischen Problemen verbunden ist. Die verwendeten Dispersionen sind in der Lage die kalorimetrischen Eigenschaften geringfügig zu verbessern, jedoch wirken sie sich negativ auf die mechanischen aus. Es wurde ebenfalls deutlich, dass eine reine Substitution der Bindemittel durch mineralische Flammschutzkleber nicht ausreicht, um einen geeigneten Flammschutz zu gewährleisten. Eine zusätzliche Versuchsreihe mit basaltfaserverstärkten zementgebundenen Spanplatten ergab, dass durch eine Verstärkung mit Basaltinlays eine Erhöhung des Holzbestandteils über das übliche Maß hinaus möglich ist, ohne dass es zu nennenswerten Festigkeitsverlusten kommt. Ein Holzanteil von 30 m% wiest immer noch höhere Biegefestigkeiten auf als Referenzplatten mit einem geringeren Holzanteil. | Prof. Dr. Carsten Mai Tel.: +49 551 39-19807 cmai@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | X |
| 01.05.2016 | 31.10.2019 | 22011115 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Gesundheitliche Bewertung von Emissionen aus Holz und Holzprodukten in Innenräumen mittels experimenteller toxikologischer Untersuchungen und humanbasierter Beobachtungen; Teilvorhaben 4: Untersuchung von Holzprodukten sowie Bereitstellung der holztechnologischen Expertise - Akronym: GesundHolz-TI | Das Ziel des Gesamtvorhabens bestand darin, ein umfassendes Bild über mögliche gesundheitliche Auswirkungen von Emissionen, die typischerweise aus Holz abgegeben werden, aufzuzeigen. Hierzu wird die humantoxikologische Relevanz der Emissionen von flüchtigen organischen Verbindungen (VOCs), die bei der Verwendung von Holz und Holzprodukten (insbesondere als Baumaterial) entstehen ermittelt und bewertet. Es werden neuartige Methoden zur Messung des Gefährdungspotentials von Holz-VOCs für den Menschen entwickelt und eingesetzt. Ferner sollen Handlungsempfehlungen zur nicht gesundheitlich schädigenden Nutzung von Holz erarbeitet und dadurch der Einsatz von Holz im Baubereich gefördert werden. Um das Wirkungspotential von Holzproduktemissionen einzuschätzen, wurden im Rahmen des Projektes invitro, ex-vivo- sowie tierexperimentelle Studien durchgeführt. Es war Aufgabe des Thünen-Instituts für Holzforschung (TI) im Rahmen des Teilvorhabens 4 die holztechnologische Expertise zu liefern, um die Versuche zielgerichtet gestalten zu können. Ferner war das TI verantwortlich für die Materialbelieferung und dem Konzentrationsmonitoring während der Versuche. | Das TI hat für die Literaturstudie das Kapitel 2 "Im Innenbereich verbaute Holzprodukte und deren Emissionen" beigetragen und die Gesamtstudie kritisch begleitet und redigiert. Auf Grundlage der Literaturstudie sowie bisherigen Erfahrungswerten bezüglich des Emissionsverhaltens einzelner Holzprodukte hat das TI zusammen mit den Projektpartnern relevante Hölzer bzw. Holzwerkstoffe ausgewählt. Diese wurden für die Projektpartner entsprechend ihrer Anforderungen in den zellbiologischen sowie immunologisch-allergologischen Experimenten aufbereitet. Für die Tierexperimente am UFZ und ZAUM umfasste dies das Herstellen von Holzproduktproben mit bestimmten flächenspezifischen Emissionsfaktoren. Ferner übernahm das TI das Monitoring der in den Tierkäfigen eingestellten VOCKonzentrationen der Käfigluft mittels TD-GC-MS-Analyse. Für Neuronenversuche am IfADo und Untersuchungen des irritierenden Potentials an Augen und Haut am IUK wurden flüssige VOC-Einzelsubstanzen sowie -Gemische verwendet. Die Zusammensetzung der repräsentativen Gemische basierte auf Erkenntnissen der Literaturstudie sowie den Ergebnissen von eigenen Emissionsprüfungen an Holzprodukten. | Dr. Martin Ohlmeyer Tel.: +49 40 73962-635 martin.ohlmeyer@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Haidkrugsweg 1 22885 Barsbüttel | X |
| 01.11.2018 | 31.01.2021 | 22011118 | Verbundvorhaben: Standardisierte Buchenholz-Hybridträger großer Spannweite; Teilvorhaben 2: Einsatz von recycelten Kohlenstofffasern in hochleistungsfähigen Buchenholzträgern - Akronym: Stabu | Die Ausrichtung des Projektes lag auf der Entwicklung eines ressourceneffizienten Buchenholz-Hybridträgers. Das Ziel war zum einen die Steigerung der Wertschöpfungskette durch Verwendung von Buchenholz schlechter Qualität und zum anderen die Ökobilanz durch recycelte Kohlenstofffasern positiv zu verbessern. Der stetig steigende Bedarf an Faserverbundbauteilen führt unweigerlich zu einem Wachstum an Abfällen aus Produktion oder "End-of-Life" Bauteilen. Daher ist die Notwendigkeit zur Verwendung von recycelten Kohlenstofffasern und der Forschung und Entwicklung für die dafür benötigten Technologien gegeben. Die Herstellung von Neufasern ist sehr energie- und kostenintensiv, die Wiederaufbereitung von Kohlestofffasern benötigt hingegen nur etwa 10 % dieser Energiemenge. Daher ist sowohl der wirtschaftliche als auch ökologische Aspekt der Verwertung von rCF-Materialien in neuen Anwendungen ersichtlich. Im Hinblick auf die Verwendung von minderwertigem Buchenholz als Bauteilpartner, führt die Verwendung von rCF zu einer weiteren Verbesserung der Ökobilanz. Konkretes Ziel war einfeldrige, standardisierte und ressourceneffiziente Buchenholz-Hybridträger zur stofflichen Substitution von Stahl- und Stahlbetonträger herzustellen. Dies soll durch die signifikante Steigerung der Tragfähigkeit und Steifigkeit möglich werden, indem die Gurte von profilierten Brettschichtholzträgern aus Buchenholz mit Lamellen aus recycelten Kohlenstofffasern (Recycling-CFK-Lamellen) verstärkt werden. Die CFK-Lamellen basieren auf Vliesstoffen mit einem hohen Orientierungsgrad der Kohlenstofffasern. Die Anpassung des Orientierungsgrades der Fasern im Vlies ermöglicht einen optimalen und kostengünstigen Einsatz entsprechend den mechanischen Anforderungen im Feld und an den Auflagern. Außerdem wird das Schwind- und Quellverhalten der Buchenbretter durch den Verbund mit den Recycling-CFK-Lamellen deutlich vermindert. | Ausgehend von der Neuausrichtung des Projektes wurde das rCF-Ausgangsmaterial von Vlies zu rCF-Stapelfasergarn (Roving) geändert, da sich so deutlich verbesserte mechanische Kennwerte erwarten lassen. Die Entscheidung fiel auf das rCF-Stapelfasergarn der Wagenfelder Spinnereien. Das rCF-Stapelfasergarn wird in einem kombinierten Prozess über ein Wickelverfahren mit anschließender Imprägnierung mit dem Bioharzsystem (ENVIREZ 70301) und Aushärtung im Autoklav verarbeitet (s. Abbildung 2). Zunächst wird der trockene Roving im Wickelverfahren auf eine Platte aufgebracht. Die Herausforderung hierbei ist, dass der Roving während des Prozess auf Grund der geringen Zugfestigkeit im trockenen Zustand nicht reißt (Gefahr des Abgleitens der gestapelten Faserstücke untereinander; Unterbrechung in Faserstruktur). Die gewickelte Platte wird im Anschluss imprägniert und unter Druck im Autoklaven ausgehärtet. Die mechanische Charakterisierung der Platten im Zugversuch ergibt einen gemittelten E-Modul von 78.000 MPa und eine Zugfestigkeit von 850 MPa für einen FVG von 40 % (s. Abbildung 3). Dies ergibt Steigerungen vom Faktor 5 (E-Modul) bzw. 4 (Zugfestigkeit) gegenüber dem Ausgangsmaterial rCF-Vlies. Damit ist bereits die Minimalanforderung an die rCF-Lamellen im Hybridträger von etwa 60.000 MPa erreicht. Der Hybridträger wird somit die mechanischen Eigenschaften eines reinen Buchenholzträgers guter Qualität übertreffen. Höhere FVG waren anlagentechnisch nur begrenzt zu realisieren. Die mechanischen Kennwerte haben sich bei 50 % FVG trotz mangelnder Faserorientierung bei über 100.000 MPa (E-Modul) eingependelt. Die Zugfestigkeit hat sich auf Grund der fehlenden Orientierung jedoch auf ca. 600 MPa vermindert, liegt aber trotzdem noch über dem erforderlichen Mindestwert. Es kann daher gefolgert werden, dass die rCF-Rovings für eine Anwendung im Buchenholz-Hybridträgers geeignet sind und die notwendige mechanische Performance erreicht wird. | Prof. Dr.-Ing. Joachim Hausmann Tel.: +49 631 2017-301 joachim.hausmann@ivw.uni-kl.de Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe GmbH Erwin-Schrödinger-Str. 58 67663 Kaiserslautern | X |
| 01.05.2016 | 30.11.2019 | 22011215 | Verbundvorhaben (FSP-Emissionen): Gesundheitliche Bewertung von Emissionen aus Holz und Holzprodukten in Innenräumen mittels experimenteller toxikologischer Untersuchungen und humanbasierter Beobachtungen; Teilvorhaben 5: Untersuchungen zum Einfluss auf das atopische Ekzem im Tiermodell - Akronym: GesundHolz | Untersucht werden sollte im TV5 der mögliche Einfluss von Holzemissionen und deren Leitsubstanzen auf die Entstehung der Hauterkrankung atopisches Ekzem (atopische Dermatitis; AD). Hierzu erfolgte die Exposition der Tiere gegenüber Holz- bzw. OSB-VOCs mit unterschiedlichen TVOC-Konzentrationen bei zeitgleicher Induktion eines AD-ähnlichen Phänotyps durch die Substanzen MC903 (nicht-allergenspezifisch) bzw. Oxazolon (allergenspezifisch). Dieser wurde durch Analysen von z.B. Entzündungsparametern in Blut und Ohrlysaten oder physikalischen Parametern wie Schwellung auf der Haut und Transepidermaler Wasserverlust (aus dem englischen Transepidermal waterloss; TEWL) aber auch durch terminale histopathologische Analysen von Gewebeschnitten dokumentiert. | Die Exposition von Mäusen gegenüber Kiefern- VOCS zeigte deren konzentrationsabhängige Beeinflussung bei der Entwicklung von AD in beiden Krankheitsmodellen. Im Konzentrationsbereich >10 mg/m³ zeichnete sich dieser, neben einer Erhöhung der Parameter TEWL und Ohrdicke auch durch die verstärkte Infiltration von Eosinophilen aus. Messungen charakteristischer Zytokine in Ohrlysaten bestätigte deren Anstieg in beiden behandelten Gruppen. Ein additiver Effekt bedingt durch die Exposition gegenüber Holz-VOCs lag nicht vor Platten mit einer Konzentrationshöhe im Bereich 5.0 mg/m³ (hygienisch bedenklich) hatten keinen zusätzlichen Einfluss auf den Krankheitsverlauf im MC903 Modell. Im Oxazolonmodell konnte jedoch ein verbessernder Effekt erzielt werden, welcher durch geringere TEWL- und Ohrdickenwerte ebenso wie durch eine verminderte Konzentration des total IgE im Serum und der Abnahme von Entzündungsmediatoren in Ohrlysaten bestätigt werden konnte. VOC-Konzentrationen im Bereich 2,5 mg/m³ (hygienisch auffällig) erzielten in beiden Modellen keinen Effekt. Zudem konnte eine Beeinflussung gesunder Haut durch die Exposition gegenüber Holz-VOCs ausgeschlossen werden. Expositionen von Mäusen gegenüber OSB- VOCs zeigten zunächst, dass frische OSB- Platten mit einer durchschnittlichen Konzentration von ca. 6,4 mg/m³ einen Einfluss auf die Entwicklung der Hauterkrankung nehmen können, was durch erhöhte TEWL Werte in beiden Modellen dargestellt werden konnte. Eine Zunahme der Ohrdicke erfolgte nur im Oxazolonmodell. Unterschiede hinsichtlich der Analyse von Entzündungsmediatoren in der Haut wurden lediglich im MC903 Modell festgestellt. Der Vergleich von klimatisierten bzw. frischen OSB-Platten mit einem Konzentrationsbereich von ca. 1-3,8 mg/m³ zeigte nur minimale Effekte auf die Entwicklung von AD in beiden Mausmodellen Eine Beeinflussung von gesunder Haut durch die Exponierung gegenüber OSB-VOCs konnte auch hier in allen Experimenten ausgeschlossen werden. | PD Dr. Francesca Alessandrini Tel.: +49 89-3187-2524 franci@helmholtz-muenchen.de Klinikum rechts der Isar der Technischen Universität München - Zentrum für Allergie und Umwelt München (TUM-ZAUM) Biedersteiner Str. 29 80802 München | X |
| 01.10.2017 | 30.09.2020 | 22011316 | Vorhaben (FSP-Brandschutz): Untersuchung material- und prozessbedingter Wechselwirkungen bei der Herstellung schwerentflammbarer Faserwerkstoffe unter Anwendung ökologischer Flammschutzmittel - Akronym: EcoFiReFibre | Zur Verringerung des Brandrisikos von Holz und Holzwerkstoffen können Flammschutzmittel (FSM) einen wichtigen Beitrag leisten. Aktuell werden vor allem Phosphor-basiert FSM eingesetzt. Phosphor unterliegt jedoch einer gravierenden Verknappung und wird v. a. als Dünger eingesetzt. Um Phosphor im Flammschutz-bereich einzusparen, wird die Anwendung synergistisch wirkender Mehrkomponentensysteme, wie z. B. Phosphor-Stickstoff (P-N) Verbindungen als vielversprechend betrachtet. Einen alternativen Ansatz stellen FSM auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Als Basis dienen hierbei pflanzliche Neben- oder Abfallprodukte dar. Ziel des Projektes war, die Entwicklung schwerentflammbare MDF durch eine möglichst effektive Kombination aus konventionellen P-N-haltigen FSM und FSM auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Die untersuchten FSM waren Amoniumpolyphosphat ohne (APP) und mit Melamin (APP-MF), Melaminpoly-phosphat (MPP), Guanidinphosphat (GP) sowie die am IHD entwickelten Stärkephosphatcarbamate (WSPC, LSPC). Diese enthalten zusätzlich zum chemisch an das Stärkemolekül gebundenen, flammhemmend wirkenden Substituenten freies Phosphat und freien Harnstoff. Zu dem kam roter Phosphor (RP) als "klassisches" anorganisches P-FSM zum Einsatz. Im Laborrefiner hergestellte Fasern wurden im Blender mit unterschiedlichen Klebstoffen und den unterschiedlichen FSM-Typen sowie -Anteilen gemischt. Aus diesen Faserstoffen gefertigte MDF wurden mechanisch-physikalischen sowie brandschutzrelevanten Prüfungen unterzogen. Basieren auf den Ergebnissen der Blender-Beleimung erfolgte die Auswahl von FSM für die Nutzung bei der industrieüblichen Blowline-Beleimung. Neben der Blowline wurden noch weitere Applikationsmöglichkeiten für FSM während des Zerfaserungsprozesses untersucht. In der abschließenden Versuchsreihe wurden aus einer Kombination von MPP und LSPC in Verbindung mit eMDI MDF-Proben für die Durchführung eines SBI-Tests hergestellt. | Mittels thermogravimetrischer Analyse (TGA) wurden signifikante Unterschiede im thermischen Zersetzungs-verhalten der mit FSM behandelten Fasern im Vergleich zum unbehandelten Faserstoff festgestellt. Korrelationsanalysen zeigten zudem einen starken Zusammenhang zwischen den durch Cone-Kalorimetrie und TGA ermittelten thermischen und kalorischen Eigenschaften der untersuchten Werkstoffproben. Damit besteht perspektivisch die Möglichkeit bereits in einem frühen Stadium der FSM-Entwicklung mittels TGA Brandeigenschaften von Holzwerkstoffen zu prognostizieren. In Abhängigkeit der eingesetzten Klebstoffe, FSM-Typen und -Anteile veränderte sich das Brandverhalten. Da Melamin eine organische N-Verbindung ist, zeigte MUF im Vergleich zu MDI und PF eine verringerte Wärme-freisetzung. Bei den FSM wirkte sich Melamin ebenfalls positiv auf die Brandeigenschaften aus. Mit 10 % APP-MF und MPP wurde, in Kombination mit MUF und MDI als Klebstoff, die Baustoffklasse B erreicht, was bei den vergleichend untersuchten FSM erst mit einem FSM-Anteil von 20 % möglich war. Weiterhin konnte nachgewiesen werden, dass die Zugabestelle der FSM während des Zerfaserungsprozesses Einfluss auf die Werkstoffeigenschaften hat. Während die Zugabe auf die Hackschnitzel im Kocher einen geringen flammhemmenden Effekt bewirkte, führte die Zugabe der FSM im Refiner (vor den Mahlscheiben, im Sammelkanal) zu signifikant erniedrigten Wärmefreisetzungsraten, ähnlich wie nach Zudosierung in der Blowline. Im Vergleich zur FSM-Zugabe während der Blender-Beleimung war die Brandhemmung stets größer. Mit der abschließenden SBI-Prüfung zeigte sich, dass sich aus FSM, die bis zu 1/3 auf nachwachsenden Rohstoffen basieren und einen gegenüber kommerziellen Produkten deutlich geringen P-Anteil aufweisen, schwer-entflammbare MDF für den allgemeinen Einsatz im Innenbereich, herstellen lassen. | Dr. Detlef Krug Tel.: +49 351 4662-342 detlef.krug@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.08.2017 | 31.03.2021 | 22011516 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Brandschutztechnische Grundlagenuntersuchung zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus; Teilvorhaben 1: Integrale Systementwicklung brandschutztechnisch sicherer Holzgebäude - Akronym: TIMpuls | Ziel des Forschungsvorhabens ist es darzustellen, dass bei geeigneter Ausführung und Dimensionierung, sowie Anordnung konstruktiver und anlagentechnischer Brandschutzmaßnahmen, eine Gleichwertigkeit von Holzbauwerken zu herkömmlichen Bauwerken der Gebäudeklasse 4 und 5 bis zur Hochhausgrenze aus nichtbrennbaren Baustoffen erreicht werden kann. Im TV wurden neben der Gesamtkoordination auch die Leitung der Arbeitspakete "theoretische Grundlagenermittlung", "abwehrende Brandschutz", "Zusammenführung der Ergebnisse" und "Dissemination", sowie "Projektleitung der abschließenden Realbrandversuche" wahrgenommen. Darüber hinaus umfasst die Arbeit die Grundlagenermittlung zum Stand der Technik, die Durchführung von experimentellen Untersuchungen sowie die numerische Analyse von Versuchens- und Literaturdaten für die Bewertung der Leistungsfähigkeit abwehrender Brandschutzmaßnahmen, die Zusammenarbeit mit den Feuerwehren zur Erhebung von Einsatzdaten, die Zuarbeit zur Bewertung der Risikoanalyse, das Zusammenführen der Forschungsergebnisse aller TV und die Bereitstellung von Informationen zur Förderung des bauordnungsrechtlichen Änderungsprozesses. Hierfür war der kontinuierliche Austausch mit den zuständigen bauaufsichtlichen Gremien und Vertretern der Feuerwehr über die gewonnenen Erkenntnisse zwingend erforderlich. Als Abschluss wurden Realbrandversuche geplant, in welche die bis dato gewonnenen Erkenntnisse der TV einfließen sollten, um diese unter vollkommen realen Bedingungen zu überprüfen. Abweichend von der ursprünglichen Planung wurden die Versuche an der TU München in Garching durchgeführt. Zudem wurde die Versuchsreihe auf 5 Großbrandversuche erweitert. Diese zusätzliche Leistung war für die Medienpräsenz des Forschungsvorhabens sehr förderlich. Insgesamt konnten mit den geplanten Maßnahmen an der TU München und den zusätzlich übernommenen Aufgaben die Zielsetzungen des TV und des Verbundforschungsvorhabens überwiegend erreicht werden. | Die Grundlagenermittlung zum mehrgeschossigen Holzbau aus brandschutztechnischer Sicht konnte den aktuellen Stand der Technik aufzeigen. Besonders die bauordnungsrechtlichen Vorgaben, die für das Planen und Bauen mit Holz zu beachten sind, waren bekannte Hürden in der Praxis. Neben zahlreichen Veröffentlichungen wurde aus diesem Grund auch die freizugängliche Wissensplattform "brandschutznavigator.de" entwickelt, die dem Nutzer den bauordnungsrechtlichen Sachverhalt holzbauspezifisch erläutert. Die durchgeführten Versuche und numerischen Analysen dienten zur Schaffung der Grundlage für die Systementwicklung von brandschutztechnisch sicheren Holzgebäuden. Relevante gewonnene Ergebnisse wurden zusätzlich veröffentlicht und haben teilweise in europäischen oder nationalen Normen oder bauordnungsrechtlichen Vorgaben Einzug erhalten. Die gewonnenen Erkenntnisse aus allen Teilprojekten wurden bei der Systematisierung des Holzbaues berücksichtigt und in den erfolgreich durchgeführten abschließenden Realbrandversuchen angewendet bzw. nachgewiesen. Die parallel verlaufende Konzeption der M-HolzBauRL durch die bauaufsichtlichen Gremien wurde intensiv (von der TU München / im Rahmen des Forschungsprojektes) begleitet. Entsprechende Stellungnahmen zu wichtigen Erkenntnissen und zu den Entwürfen der Richtlinie, gestützt durch Ergebnisse aus dem Verbundforschungsvorhaben, wurden formuliert. Alle durchgeführten Maßnahmen führten zum Erreichen der Zielsetzung zur Förderung des mehrgeschossigen Holzbaues und somit zur erfolgreichen Umsetzung des Forschungsvorhabens "TIMpuls". | Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 89 289-22416 winter@bv.tum.de Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | X |
| 01.12.2016 | 31.10.2020 | 22011615 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 1: Wärme-, Feuchte- und Brandschutz, Emissionen sowie Koordination - Akronym: NaWaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Dipl.-Ing. Harald Schwab Tel.: +49 531 2155-370 harald.schwab@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.12.2018 | 31.08.2024 | 22011617 | Nachwuchsgruppe, Langzeitverhalten von klebstoffgebundenen Holz mit Faser-Kunststoff-Verbund und Holz-Beton-Verbund Hybridsystemen für Gebaute Nachhaltigkeit - Akronym: HolzFKV-HolzHBV-Bau | 1. Entwicklung eines theoretischen Gerüsts, das die Langzeitleistung eines Hybridsystems basierend auf den Leistungsfähigkeiten der einzelnen Komponenten beschreibt; 2. Untersuchung von Mikrostruktur und Haftung der Grenzflächen von Holz-, Faser- und Beton-Klebstoffen auf Materialebene; 3. Untersuchung der Möglichkeiten der Oberflächenveränderung von Fasergeweben, Holz und Klebstoff, um wiederum die mechanischen Eigenschaften von FKV-Holz und Holzbetonsysteme auf Materialebene zu verbessern; 4. Durchführung einer Reihe von Kurzzeittests, um das Grenzflächenklebstoffverhalten und die Integrität der Grenzflächen von kleinmaßstäbig klebstoffgebundenen FKV-Holz und HBV-Hybridstrukturen auf struktureller Ebene zu verstehen; 5. Untersuchung der Langzeitleistung von kleinmaßstäbig klebstoffgebundenen FKV-Holz und HBV-Hybridstrukturen unter bestimmten Umgebungsbedingungen; 6. Untersuchung der Langzeitleistung von kleinmaßstäbigen klebstoffgebundenen FKV-Holz und HBV-Hybridstrukturen unter mechanischer Belastungen auf struktureller Ebene; 7. Untersuchung der Langzeitleistung von im Originalmaßstab klebstoffgebundenen FKV-Holz und Holz-Beton-Verbund für Panel-Struktur unter kombinierten Temperatur-, Feuchtigkeits- und Dauerbelastungsbedingungen auf struktureller Ebene. | Prof. Dr. Libo Yan Tel.: +49 531 120496-14 libo.yan@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.04.2019 | 30.06.2022 | 22011618 | Biobasierte Harzkomponenten zur nachhaltigen Entwicklung der Befestigungstechnik in der Bauchemie - Akronym: BiobaH-E | Das Projekt hat die Entwicklung neuartiger, möglichst biobasierter Harzkomponenten zum Ziel. Diese Substanzen bilden die Basis für härtbare 2-Komponenten-Mörtel (2K-Mörtel) in der chemischen Befestigungstechnik. Als Ergebnis der Arbeiten sollen neue härtbare Harze erhalten werden mit einem möglichst hohen Anteil biobasierter Komponenten. Dieser hohe Anteil ist nur erreichbar, indem neben den in Harzmischungen üblicherweise verwendeten Reaktivverdünnern und Vernetzern auch die bisher genutzten ölbasierten Harzgrundkörper durch neue biobasierte Produkte ersetzt werden. Die mechanische Stabilität der Verbunde unter Zug- und Scherkraft sowie die Verarbeitbarkeit (Viskosität) der 2K-Mörtel sollen hierbei mindestens vergleichbar der Referenz aus ölbasierten Komponenten sein. Ergänzend zu diesen Arbeiten erfolgen theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Bildung der Netzwerke sowie zur Netzwerkcharakterisierung. Ziel ist die Identifizierung von Unterschieden zwischen den Harzmischungen mit biobasierten Komponenten und der ölbasierten Referenzprobe. | Prof. Dr. Carsten Werner Tel.: +49 351 4658-532 werner@ipfdd.de Leibniz-Institut für Polymerforschung Dresden e.V. Hohe Str. 6 01069 Dresden | ||
| 01.03.2017 | 31.05.2021 | 22012216 | Entwicklung von Mahlplatten zur Erzeugung spezifischer Fasergeometrien für Faserverbundwerkstoffe mit geringer Dichte - Akronym: OptiFaser | Das Gesamtziel des Vorhabens "Faseroptimierung" ist die Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz in der Herstellung von Holzfaserdämmstoffen. Das Vorhaben widmet sich dem zentralen Prozessschritt der Holzfasererzeugung im Refiner. Hier eröffnet die Entwicklung spezieller Mahlplatten eine kostengünstige Optimierungsmöglichkeit bezüglich des elektrischen und thermischen Energieverbrauchs, der Faserqualität und des Bindemitteleinsatzes. Insgesamt trägt das Vorhaben "Faseroptimierung" dadurch zu einer Verbesserung der Produkteigenschaften sowie der ökonomischen und ökologischen Wettbewerbsfähigkeit von Holzfaserdämmstoffen bei. Das Vorhaben "Faseroptimierung" ist in vier Teilprojekte gegliedert. Teilprojekt A betrifft die Entwicklung verschiedener Mahlplattenkonzepte zur Erzeugung spezifischer Fasergeometrien sowie die anschließende Mahlplattenfertigung. In Teilprojekt B werden Holzfasern mithilfe dieser Mahlplatten erzeugt und daraus Probekörper für die mechanischen und bauphysikalischen Prüfungen hergestellt. Teilprojekt C ist der Werkstoffprüfung und –analyse gewidmet. Wichtige Punkte sind hierbei die Analyse der Fasermorphologie und die Ermittlung mechanischer und bauphysikalischer Kenndaten wie Festigkeit und Wärmedurchlasswiderstand. Die Charakterisierung und Planung von Iterationsschritten sowie der Wissenstransfer ist für das Teilprojekt D veranschlagt. | Prof. Dr. Andreas Michanickl Tel.: +49 8031 805-2316 andreas.michanickl@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | X | |
| 01.06.2017 | 15.09.2018 | 22013016 | Studie und Kommunikationsmaßnahmen zur Entwicklung von Marktanteilen von Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen am Beispiel von Fassadendämmung - Akronym: MANAWARO | Die Marktanteile von ökologie- oder gesundheitsorientierten Produkten aus nachwachsenden Rohstoffen bewegen sich noch immer im einstelligen Prozentbereich, obwohl die Einstellungen seit Jahrzehnten positiv sind. Dabei spricht man vom sogenannten Attitude-Behaviour-Gap. Auch mit staatlichen Förderprogrammen konnte diese Situation bislang nicht maßgeblich verändert werden. Aus zahlreichen Untersuchungen liegt jedoch Evidenz vor, dass bei ökologieorientierten Verhaltensweisen die sozialen Einflüsse auf den Einzelnen eine große, oft sogar eine entscheidende Rolle spielen. Zur Analyse solcher "sozialen Interdependenzen" empfiehlt sich das sozialpsychologische Einstellungs-Verhaltens-Modell von Fishbein & Ajzen. Es ist das einzige, das individuelle Einstellungen und zugleich soziale Interdependenzen integriert. Befunde und Erfahrungen legen nahe, dass die professionellen und privaten Einflußnehmer in einem bestimmten Markt quasi den Eindruck haben müßten, dass der Trend zu solchen Produkten bereits da sei, weil relevante andere diese bereits kaufen oder empfehlen. Es braucht nun eine nach wissenschaftlichen Kriterien konzipierte Marketingforschung zur Bestandsaufnahme. Sodann braucht es die entsprechenden Aktivitäten der Öffentlichkeitsarbeit. Im Anschluß an die Phase der Öffentlichkeitsarbeit soll eine Evaluation stattfinden. Begonnen wird mit einem Desk Research zur Prüfung, ob ganz aktuell Studien durchgeführt wurden, die das Aufgabengebiet tangieren und berücksichtigt werden müssen. Im Anschluß folgt die Erhebung bei einer Stichprobe von n = 300, die sich aus privaten Entscheidern, Professionellen im Markt (Planer, Händler, Gewerke) und Entscheidern der öffentlichen Hand zusammensetzt. Darauf aufbauend wird Öffentlichkeitsarbeit durchgeführt. Abschließend erfolgt eine wissenschaftliche Evaluation der Maßnahmen. | Prof. Dr. Gabriele Naderer Tel.: +49 7231 28-6229 gabriele.naderer@hs-pforzheim.de Hochschule Pforzheim - Gestaltung, Technik, Wirtschaft und Recht Tiefenbronner Str. 65 75175 Pforzheim | X | |
| 01.02.2017 | 31.01.2020 | 22013513 | Verbundvorhaben: Umformung von unverdichteten ebenen Holzplatten quer zur Faser zu technischen Profilen; Teilvorhaben 1: Verfahrensentwicklung - Akronym: Querbiegen | Das Ziel des Projekts ist die Biegeumformung von Massivholz quer zur Faser nach thermischer und hygrischer Behandlung. Die angestrebten Produkte sind maschinell hergestellte Halbzeuge in Form einfach gekrümmter Schalen mit Kreisringsegmentquerschnitten, bei denen die Holzfasern in der ungekrümmten Richtung verlaufen, und als Endprodukte Hohlprofile, z.B. Rohre, die durch Zusammenfügen mehrerer Teilschalen zu Ringquerschnitten entstehen. Auf eine vorherige Verdichtung des Werkstücks, wie sie bei der sog. Formholztechnik notwendig ist, kann verzichtet werden. Stattdessen wird die Umformung durch lokale Verdichtung des Holzes während des Umformprozesses vollzogen. Das zu entwickelnde Verfahren der Holzumformung quer zur Faser baut auf der vorhandenen Technologie der Holzbiegung längs zur Faser mit Zugband auf. Es stellt jedoch eine grundlegend neue Verarbeitungstechnologie von Massivholz durch Umformung dar. Darin werden die bekannten Formungsprozesse des Verdichtens / Stauchens und Biegeumformen zusammengeführt und in einem Prozessschritt vereinfacht. Dabei stellt die Umformung des Holzes quer zur Faser eine technologische Besonderheit dar. Das technologische Ziel ist also die beiden vorhandenen Techniken "Formholz durch Biegeumformung quer zur Faser mit vorverdichten Platten" und "Biegeumformung längs zur Faser mit Zugband" zusammenzuführen und ein neues Verfahren "Biegeumformung von unverdichteten Holzplatten quer zur Faser mit Zugband" zu entwickeln. 1. Anforderungsprofil / Analyse technologischer und Prozessparameter 2. Verfahrensentwicklung zum Holzumformen 3. Untersuchungen zur Formbarkeit / Umformungskonzept 4. Untersuchungen zur Prozess-/ Verfahrenstechnik 5. Umformungskonzept Maschinenkomponenten 6. Modellierung Umformung / Entwicklung Berechnungsmodelle 7. Umsetzung von komplexen Teilvorrichtungen 8. Validierung der Systemkomponenten für Formteile 9. Untersuchungen zum Fügen der Formteile 10. Untersuchungen zum mechanischen Verhalten der Formteile | Prof. Dr.-Ing. Peer Haller Tel.: +49 351 463-35575 peer.haller@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Stahl- und Holzbau George-Bähr-Str. 1 01069 Dresden | X | |
| 01.12.2016 | 31.05.2020 | 22013516 | Verbundvorhaben: Mehr als nur Dämmung - Zusatznutzen von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen (NawaRo-Dämmstoffe); Teilvorhaben 12: Wärmeschutz - Akronym: NawaRo-Daemmstoffe | Das übergeordnete, primäre Ziel dieses Forschungsverbundes war, die Anwendbarkeit von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen signifikant zu erhöhen. Dieses primäre Ziel sollte dadurch erreicht werden, dass zum einen die Anwendbarkeit für den Hersteller, Planer und Verarbeiter erleichtert wird. So sind z. B. im Brandschutz aufwändige und somit teure Bauteilprüfungen erforderlich, die sich signifikant reduzieren lassen, wenn entsprechende Materialkennwerte zur Berechnung von Konstruktionen vorhanden sind. Somit war ein sekundäres Ziel dieses Forschungsvorhabens die Ermittlung von erforderlichen Materialkennwerten. Zum anderen sollten mit diesem Forschungsvorhaben echte Anwendungshemmnisse ausgeräumt werden. So sind z. B. diverse Normen und andere baurechtliche Vorschriften in Zeiten entstanden, in denen Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen quasi nicht existent waren, so dass sich in diesen Regelwerken Randbedingungen "eingeschlichen" haben, die den spezifischen Eigenschaften von nachwachsenden Rohstoffen nicht gerecht werden. Somit war als weiteres, sekundäres Ziel die Entwicklung von Messverfahren geplant, mit denen die spezifischen Eigenschaften von Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen besser berücksichtigt werden. Dieser Forschungsverbund bestand aus insgesamt sechs Arbeitsbereichen, in denen die Eigenschaften der Dämmstoffe umfassend untersucht worden sind und in denen insgesamt 12 Forschungspartner und Unternehmen, die Dämmstoffe herstellen, zusammenarbeiteten: • Arbeitsbereich 1: Brandschutz und Glimmverhalten • Arbeitsbereich 2: Schallschutz • Arbeitsbereich 3: Wärmeschutz • Arbeitsbereich 4: Nachhaltigkeitsanalysen • Arbeitsbereich 5: Feuchteschutz / Risikoanalyse Mikroorganismen • Arbeitsbereich 6: Emissionen Um eine konsequente Neutralität zur Industrie zu gewährleisten, sind die Unternehmen ausschließlich durch geldwerte Leistungen in Form von Beratungen und Materiallieferungen eingebunden gewesen. | Insgesamt wurden die Eigenschaften der Rohstoffe und der daraus gewonnenen Dämmstoffe umfassend untersucht. Ein Fokus der Untersuchungen lag darauf, die gravierenden Unterschiede zu den synthetischen, erdölbasierten oder mineralischen Roh- und Dämmstoffen herauszuarbeiten und in den Kontext der Anwendung und der baurelevanten Regelwerke zu bringen. Die verhältnismäßig geringen Unterschiede zwischen den einzelnen nachwachsenden Rohstoffen sind in der baupraktischen Anwendung eher untergeordnet. So haben beispielsweise alle natürlichen Dämmstoffe eine ausgesprochen hohe Feuchtespeicherfähigkeit, die sich insbesondere in Holzkonstruktionen ausgesprochen vorteilhaft auswirkt und die Robustheit von Holzkonstruktionen gegenüber kleinen, unvermeidbaren Fehlern signifikant erhöht. Zudem haben die Dämmstoffe aus Naturfasern eine baupraktisch ähnlich gute Wärmeleitfähigkeit, wie andere Dämmstoffe. Der Anwendung der Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen stehen hinsichtlich des Wärme- und Feuchteschutzes keine Hemmnisse entgegen. Einen weiteren rohstoffbedingten Unterschied gibt es beim Brandverhalten. Alle Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen sind (im Gegensatz zu Mineralfasern) zwar grundsätzlich brennbar. Das Brandverhalten ist jedoch kalkulierbar, so dass es sinnvoll erscheint, Konstruktionen hinsichtlich der Feuerwiderstandes berechnen zu können. Im Bereich des Schallschutzes wurden diverse Konstruktionen untersucht und zudem wird an einem Berechnungsverfahren gearbeitet, mit dem Konstruktionen zukünftig hinsichtlich der schalltechnischen Eigenschaften berechnet werden können. Dadurch würde sich der prüftechnische Aufwand erheblich reduzieren. Innerhalb des Vorhabens wurden Ökobilanz Datensätze ermittelt und in die Datenbank ÖKOBAUDAT des Bundesministeriums des Innern, für Bau und Heimat (BMI) eingepflegt. Die Untersuchung der Emissionen der Dämmstoffe hat zum Ergebnis geführt, dass die Anwendung der Dämmstoffe auch aus diesem Gesichtspunkt unbedenklich ist. | Dipl.-Ing. Thomas Kloos Tel.: +49 231 4502-427 kloos@mpanrw.de Materialprüfungsamt Nordrhein-Westfalen Marsbruchstr. 186 44287 Dortmund | X |
| 01.03.2019 | 31.08.2022 | 22013718 | Verbundvorhaben: Entwicklung neuer thermo-mechanisch modifizierter Holzsubstrate aus einheimischen Hölzern zur witterungsbeständigen Pulverlackbeschichtung; Teilvorhaben 2: Neue modifizierte Holzsubstrate - Akronym: PulverLackHolz | Im Verbundvorhaben "Entwicklung neuer thermo-mechanisch modifizierter Holzsubstrate aus einheimischen Hölzern zur witterungsbeständigen Pulverlackbeschichtung" wurden in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner IHD neue Holzsubstrate mit reduziertem Porenvolumen entwickelt und dafür geeignete Pulverlackbeschichtungen evaluiert. Ziel des Teilvorhabens der TUD war die "Entwicklung neuer modifizierter Holzsubstrate" für die nachfolgende Pulverlackbeschichtung im Außenbereich. Dazu wurden zunächst geeignete leichte und zerstreutporige Laubhölzer (Pappel, Birke) sowie Nadelholz (Fichte) ausgewählt. Im Anschluss wurden verschiedene Prozess- und Materialparameter für die thermo-(hygro-) mechanische Verdichtung ausgewählt. Danach erfolgten Messungen zum ASE (Anti-Swelling-Efficiency), der Dichteverteilung und des Restvolumens. Nach Reduzierung des Verdichtungsgrades von 50% auf 20% wurden Versuche zur Haftfestigkeit für die Verklebung einzelner Lamellen zu Paneele durchgeführt. Dabei wurden die Harze Melamin, Polyurethan und Phenol-Recorcin als feuchtigkeitsbeständige Klebstoffe für verdichtetes Holz untersucht. Nach Herstellung von verdichteten Hölzern und deren Verklebung erfolgte eine mehrfache Optimierung der Holzsubstrate bzw. der Holzpaneele auf Grundlage der Beschichtungsergebnisse des IHD. Zusätzlich wurden pre- und post-Prozesse an der Paneele zur Reduzierung der Reaktivität durch thermische (Carbon-IR-Strahlung) und thermo-hygrische Behandlung (Sattdampf) durchgeführt. Für einige Paneele wurden Umformversuche für 3D-Formkörper durchgeführt. Hierbei stand sowohl die Umformung, die Formstabilität als auch die Beschichtung im Fokus der Arbeiten. Ebenso fanden Industrieversuche zur Verdichtung und Bewertung der Wirtschaftlichkeit statt. Mit diesen verdichteten Materialien fanden ebenfalls Umformungen und Pulverlackbeschichtungen statt. | Die thermo-mechanische Verdichtung führte zur Veränderung der Oberflächenstruktur der vorrangig untersuchten Holzarten Pappel und Birke. Die Herstellung modifizierter Paneele wurde von 40 % Verdichtung zur Verbesserung von Welligkeit und Inhomogenitäten in der Dichteverteilung auf 20 % Verdichtung reduziert. Die Verklebung erreichte mit 1K PUR- und Phenolrecorzin-Klebstoff hohe feuchtigkeitsbeständige Festigkeitswerte bei den thermo-(hygrischen) post-Prozessen des Temperns und der Umformung zu 3D-Formholzkörpern. Die Veränderung der Verdichtungsgeschwindigkeit (0,5 mm/min bzw. 1 mm/min) erhöht die Qualität der Verdichtung. Um eine Reduzierung des Recovery Set zu erreichen, wurden thermische pre- und post-Prozesse entwickelt. Hierbei stellten sich Temperaturen von über 220°C bei kurzzeitiger Einwirkdauer von 120s als vorteilhaft heraus. Eine Verringerung des Recovery Set um 15 % wurde erfolgreich an 3D-Formholzkörpern unter zu Hilfenahme von Fixierungsvorrichtungen erreicht. Eine weitere Verbesserung des Recovery Set wurde an Kleinproben durch eine nachträgliche Bedampfung erzielt. Problematisch bleiben weiterhin die Verringerung der mechanischen Festigkeiten von bis zu 20 % unter erhöhter Temperatureinwirkung. Die Umsetzung von Industrieversuchen zur Herstellung modifizierter Paneele konnte mit guten Ergebnissen durchgeführt werden. Hinsichtlich Materialeffizienz und Wirtschaftlichkeit bedarf es jedoch des Einsatzes anderer Technologien wie z. B. der Erwärmung des Substrates im kurzwelligen Bereich oder der kontinuierlichen Verdichtung mit abgestimmten Heiz-, Press- und Kühlbereichen, analog zur Herstellung von Holzwerkstoffen (ContiRoll etc.). | Prof. Dr.-Ing. Peer Haller Tel.: +49 351 463-35575 peer.haller@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Stahl- und Holzbau - Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen Georg-Schumann-Str. 7 01187 Dresden | X |
| 01.07.2019 | 31.12.2022 | 22014318 | Verbundvorhaben: Mit Phasenwechselmaterialien getränktes Vollholz als latenter Wärmespeicher für Gebäude; Teilvorhaben 1: Verfahrensentwicklung - Akronym: PCM-WOOD | Ein großer Teil der in Gebäuden benötigten Energie muss für Heizung oder Kühlung aufgewendet werden, um unbehagliche Raumtemperaturen zu verhindern. Dabei ist im Sommer insbesondere bei mehrgeschossigen Geschäftsgebäuden häufig Kühlung notwendig, während im Winter geheizt werden muss. Während Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Energieeinsparung durch Dämmung der Gebäude weitgehend ausgereizt zu sein scheinen, besteht hinsichtlich der Speicherung von Wärmeenergie immer noch ein erhebliches Verbesserungspotential. Als effektive Möglichkeit der Speicherung von Wärmeenergie sind sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM) bekannt, bei denen für den Übergang von der festen in die flüssige Phase Energie zur Lösung der chemischen Bindungen benötigt wird. In diesem Phasenübergangsbereich nehmen derartige Materialien erhebliche Wärmeenergie auf, ohne dass sich die Temperatur wesentlich erhöht. Beispiele für Phasenwechselmaterialien sind u.a. Paraffine und spezielle Salze (z.B. Natriumsulfat/Glaubersalz). Das Ziel des Forschungsvorhabens ist Holz durch Tränkung mit einem PCM zu einem multifunktionalen Baumaterial aufzuwerten, das folgende Eigenschaften aufweist: - Große latente Wärmespeicherfähigkeit - Hohe Dauerhaftigkeit - Geringe Herstellungskosten - Hohe Tragfähigkeit - Gesundheitliche Unbedenklichkeit - Langzeitiger CO2-Speicher Mit PCM getränktes Vollholz (PCM-WOOD) ist eine neue Materialkombination, die bisher weder praktisch genutzt, noch systematisch untersucht wurde. Multifunktionale Tragelemente aus PCM-WOOD wären in der Lage neben der Wärmespeicherung und Temperaturpufferung innerhalb eines Gebäudes auch statische Aufgaben zu übernehmen. Anwendungen wären z.B. Decken und Wände aus Brettstapel- oder Brettsperrholz. In einem ersten Schritt können nichttragende Ausbauelemente wie Fußböden und Wandverkleidungen aber auch Möbel, die die Wärmespeicherung und Temperaturpufferung als zusätzliche Funktion erhalten, als vermarktungsfähige Produkte entwickelt werden. | Mit Druckprozessen wurden sehr hohe Beladungen von bis zu 400 kg PCM je m³ Holz (mit Pappel) erreicht, die einer fast vollständigen Ausfüllung der Porenräume entspricht. Fichte ist schwerer tränkbar. Es wurden, ähnlich wie bei Buche, aber dennoch akzeptable Beladungen von ca. 200 kg PCM je m³ Holz erreicht. Zur Reduzierung der Leckage von PCM aus dem Holze wurden Additive beigemengt. Das Leckageverhalten ist holzartenabhängig. Dabei ist eine gute Tränkbarkeit nicht grundsätzlich mit einer großen Leckage verbunden. So wurde bei der Pappel trotz hoher Beladung eine Leckage von maximal ca. 10 % beobachtet. Bei Fichte und Buche ist insbesondere bei hoher Beladung sehr ausgeprägte Leckage zu verzeichnen, die durch Additive signifikant reduziert werden kann. Die Wärmespeicherkapazität im Phasenübergangsbereich erhöht sind entsprechend der Menge des eingebrachten PCM und ist eine Größenordnung größer als bei Holz. Die Biegeeigenschaften werden durch die Tränkung mit PCM nicht wesentlich beeinflusst. Im festen Zustand des PCM ist die Oberflächenhärte gegenüber ungetränktem Holz wesentlich größer. Die Verleimversuche zeigten, dass eine hochqualitative Verklebung möglich ist. Die Brandversuche mit Cone-Kalorimetrie zeigten, dass ungeschütztes PCM-haltiges Holz sich schneller entzündet und mehr Wärme während der Verbrennung für den Brandfortschritt erzeugt als reines Holz. Außerdem wurde das Brandverhalten von Mehrschichtparkett mit PCM in der Mittellage geprüft. Für PCM-haltiges Parkett wurde ein günstigeres Brandverhalten festgestellt als für PCM-freies Referenzelemente. Es wurde ein analytisches Modell zur Simulation der Raumtemperatur unter Berücksichtigung der Wirkung von PCM erstellt. Die Untersuchungen zeigen, dass mit einer praktisch möglichen Menge an PCM die Temperaturamplituden in Innenräumen wirksam reduziert werden können. Auf Grundlage der vorherigen Untersuchungen wurde ein Demonstrator eines multifunktionalen Brettschichtholzquerschnitts erstellt. | Prof. Dr.-Ing. Peer Haller Tel.: +49 351 463-36305 peer.haller@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Stahl- und Holzbau - Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen Georg-Schumann-Str. 7 01187 Dresden | |
| 01.01.2019 | 31.12.2021 | 22014717 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Entwicklung einer glimmgeschützten Holzfaserdämmung; Teilvorhaben 2: Entwicklung einer glimmgeschützten Holzfaserdämmung - Akronym: innoDaemm | Holzfaserdämmstoffe sind nach DIN 4102-1 (1998) in die Baustoffklasse B2 (normalentflammbar) eingestuft. Sie erreichen die Baustoffklasse B1 (schwerentflammbar) nicht, weil sie nach Entzug der Flamme Glimmerscheinungen aufweisen. Aus dem Grund ist die Verwendung dieser Materialien für die Gebäudeklassen 4 und 5 nach Musterbauordnung nicht erlaubt. Daher befasst sich dieses Vorhabens mit der Entwicklung einer innovativen glimmgeschützten Holzfaserdämmplatte, die nach Entfernung der Zündquelle selbst-verlöschend ist und nicht glimmt. Das zu entwickelnde Glimmschutzmittel soll ökologisch vertretbar sein. Die Anbindung und der Beladungsgrad des Glimmschutzmittels an die Holzfasern sollen durch unterschiedliche Applikationsmethoden des Glimmschutzmittels auf der Faseroberfläche verbessert werden. | Das übergeordnete Vorhabensziel (Herstellung von nichtglimmenden Holzfaserdämmstoffen) konnten nicht erreicht werden, allerdings konnten wichtige Erkenntnisse für die weitere Brandertüchtigung von Holzfaserdämmstoffen und deren Untersuchung erlangt werden. Veröffentlichungen dazu erfolgten im Teilvorhaben 22010716. Die Übertragung in den industriellen Maßstab (Up-Scaling) konnte im Teilvorhaben nicht erfolgen. | Dipl.-Ing. Rainer Blum Tel.: +49 7741 6099-41 blum@gutex.de GUTEX Holzfaserplattenwerk H. Henselmann GmbH + Co. KG Gutenburg 5 79761 Waldshut-Tiengen | X |
| 01.10.2019 | 30.09.2024 | 22014718 | Verbundvorhaben: Acetylierung dünner Furniere und Holzfasern mittels in situ erzeugtem Keten zur Verbesserung der Beständigkeit daraus hergestellter Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 2: Aufbau und Betrieb der Acetylierungsanlage - Akronym: FiVeKat | Aufbau einer Acetylierungsanlage im Kleinmaßstab. Beratende Mitwirkung bei der Konstruktion der Acetylierungsreaktoren. Bereitstellung einen Keten umrüstbaren 100 l Sterilisators. Umrüsten und Umprogramieren der Anlage. Programmabläufe optimieren. Teilnahme an Experimenten zur Acetylierung. Beratung zu Sicherheitseinrichtungen. Mitwirkung bei der Herstellung eines Formsitzes. | Torsten Ilka Tel.: +49 6732 9370-0 monika.ramberger@dmb-apparatebau.de DMB Apparatebau GmbH Spiesheimer Weg 25 a 55286 Wörrstadt | ||
| 01.03.2016 | 31.07.2019 | 22015615 | Verbundvorhaben: Verwertungsorientierte Untersuchungen an geringwertigen Laubholz-Sortimenten zur Herstellung innovativer Produkte; Teilvorhaben 3: Wertschöpfungskette Massivholz und Dämmstoffe - Akronym: GerLau | Der Fokus der Arbeit liegt auf der stofflichen Nutzung der einheimischen Laubholzarten Buche, Eiche und Birke als Vollholzprodukte. Ziel ist es, einer noch nicht wirtschaftlichen Nutzung von Laubholz für den Baubereich näher zu kommen, d.h. das Produkt effizienter und somit kostengünstiger herzustellen. TP3a: Das Aufkommen von Laubholz wird in Zukunft aufgrund eines Waldumbaus stetig zunehmen. Die deutsche Sägeindustrie ist allerdings auf Nadelholz spezialisiert. Bei den Laubhölzern findet vor allem das hochwertige Stammholz von Wertlaubholz Absatz. Geringwertige Sortimente und Durchforstungsmaterial werden vor allem als Brennholz verkauft oder verbleiben im Wald. Das Teilprojekt soll sich auf die Wertschöpfungskette "Stammholz-Holzprodukte" richten und hat als Ziel, geringwertiges Stammholz verschiedener Baumarten wie Eiche, Esche, Ahorn und Birke einer hochwertigen Nutzung zuzuführen. TP3b: Im Forschungsprojekt werden neue, innovative und marktfähige Dämmplatten auf Basis von bisher kaum genutzten Laubholzfasern (Buche, Esche, Birke) entwickelt bzw. in die bestehenden Produktionsprozesse integriert. Dazu werden vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung (WKI) unter Variation der Aufschlussbedingungen erzeugte Fasern morphologisch charakterisiert und daraus Dämmplatten hergestellt sowie deren Eigenschaften untersucht. Ausgewählte Plattenvarianten werden mit Brandschutzmittel ausgerüstet und hinsichtlich ihrer Schimmelpilzresistenz getestet. | Gemeinsam mit den anderen Teilprojekten wurde sich zunächst auf Definitionen für "geringwertiges Laubholz" geeinigt. Für das Teilprojekt 3a bedeutet dies zur Zeit jegliches Laubholz der Stärkeklassen bis 3b und der Rundholzqualitäten C und D. Die Analyse der Wertschöpfungskette für die Nutzung des Rohmaterials in Massivholzprodukten hat ergeben, dass geringwertiges Eichenholz zurzeit hauptsächlich in der Parkettindustrie gefragt ist. Für dieses Produkt wurden Optimierungsversuche der technischen Holztrocknung durchgeführt. Die übrigen Laubhölzer werden hauptsächlich energetisch verwertet oder verbleiben als Biomasse im Wald. Als Nutzungsalternativen wurden Bauholzprodukte aus geringwertigem Buchen- und Birkenholz identifiziert. Um die Nutzung wirtschaftlich konkurrenzfähig zu Nadelholzprodukten zu realisieren, müssen jedoch in diversen Gliedern der Wertschöpfungsketten Effizienzen gesteigert werden. Hierfür wurden für Birkenholz Trocknungsfahrpläne entworfen, welche die Trocknungszeiten um 2/3 verringern können. Für Buchenholz wurde die konstruktive Keilzinkung untersucht und funktionierende Verklebungssysteme identifiziert. Für Buchen- und Birken-Bauholz wurden Vorschläge für auf Hochkant-Biegefestigkeit optimierte Festigkeitssortierungen erarbeitet. Für Birken-Bauholz wurde überdies das Querdruckverhalten sowie die Druckfestigkeit in Abhängigkeit vom Faserlastwinkel untersucht und Bemessungsvorschläge erarbeitet. | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 39-33541 hmilitz@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | X |
| 01.10.2018 | 31.07.2022 | 22015617 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines klebstofffreien, umweltfreundlichen Papierwabenkerns sowie eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zur Anwendung in Sandwichwerkstoffen im mobilen und immobilen Innenausbau; Teilvorhaben 1: Strukturmechanische, fertigungs- und anwendungstechnische Gesichtspunkte - Akronym: Steckwabenkern | Im Bereich des mobilen und immobilen Innenausbaus ist eine Substitution herkömmlicher Werkstoffe durch leichte Verbundwerkstoffe sinnvoll, wenn Material-, Produktions-, Transport- oder Handhabungskosten reduziert werden können. Ein bevorzugtes Material ist der Papierwabenkern, der beidseitig mit dünnen Deckschichten versehen in Form von Sandwichplatten für verschiedene Anwendungen, z.B. im Möbel- und Innenausbau sowie im Verpackungsbereich, eingesetzt werden kann. Konventionelle expandierbare Papierwabenkerne werden mit Klebstoff hergestellt. Durch die Anwendung eines neuartigen Prinzips zur Herstellung eines expandierbaren Wabenkerns (Ineinanderschieben von Papierstreifen in verschachtelter Form, Patent der TU Dresden) kann bei der Herstellung dieses Kerns auf den Einsatz von Klebstoff verzichtet werden. Die eigentliche Herausforderung neben der Entwicklung der neuartigen Wabenstruktur liegt in der Schaffung eines automatisierten Prozesses zur klebstofffreien Herstellung des expandierbaren Papierwabenkerns und einer entsprechenden Fertigungsvorrichtung. Zudem wurde speziell durch VOMO eine Expansionsvorrichtung für den neuartigen Wabenkern entwickelt und anschließend als Demonstrator aufgebaut. | m Rahmen des Forschungsprojektes wurde die Herstellung eines klebstofffreien, expandierbaren Wabenkerns ("Steckwabenkern") untersucht. Dazu wurde ein zugehöriges Herstellungsverfahren entwickelt. Dabei bestand die größte Herausforderung in der Entwicklung einer Technologie zum Ineinanderstecken einzelner Papierstreifen ausgehend von einer Papierbahn, um so einen expandierbaren Wabenkern zu erzeugen. Parallel dazu wurde durch VOMO speziell ein Expansionsverfahren für den Steckwabenkern entwickelt, das ein sicheres expandieren des Kernes ohne Auseinandergleiten der einzelnen Streifen erlaubt. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern wurden technische Lösungen zur Erprobung des Herstellungs- und Expansionsverfahrens erarbeitet und technisch als Demonstrator umgesetzt. Abschließend soll an der TU Dresden die Prüfung des Verfahrens und des Kernes (Produkteigenschaften) erfolgen. | Dr.-Ing. Max Britzke Tel.: +49 351 463-35429 max.britzke@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur Vearbeitungsmaschinen/Verarbeitungsechnik Bergstr. 120 01069 Dresden | X |
| 01.04.2016 | 31.03.2019 | 22015715 | Verbundvorhaben: Verwertungsorientierte Untersuchungen an geringwertigen Laubholz-Sortimenten zur Herstellung innovativer Produkte; Teilvorhaben 4: Entwicklung von Spanplatten - Akronym: Laubholzspanplatten | Zur Herstellung von Spanplatten werden überwiegend Nadelhölzer verwendet. Da der Anteil am Nadelholz in deutschen Wäldern kontinuierlich abnimmt, werden zukünftig alternative Rohstoffe zur Herstellung der Spanplatten benötigt. In diesen Forschungsvorhaben werden hierzu Buchenholz und Hölzer aus dem forstlichen Sortimenten ALn und ALh untersucht und diese im Hinblick auf die Herstellung von Spanplatten mit Fichtenholz und industrieüblichen Spanmaterial verglichen. | Die Projektergebnisse zeigen, dass sich mit den hier untersuchten geringwertigen Laubholzsortimenten Spanplatten mit gleichwertigen bzw. zum Teil günstigeren physikalisch-technologischen Eigenschaften herstellen lassen als mit entsprechend aufgearbeitetem Fichtenholz bzw. Industriespäne. Damit eigenen sich die Sortimente um Nadelhölzer in der Spanplattenproduktion zu substituieren. Bei den Mischvarianten mit unterschiedlichen Anteilen von Laubhölzern und zum Vergleich herangezogene Referenzen aus Fichtenholz bzw. Industriespänen zeigt sich, dass die Festigkeits- und Emissionswerte bei allen Varianten einer Rohdichte auf vergleichbaren Niveau lagen. Diese Ergebnisse sind insofern im Blick auf eine industrielle Anwendung interessant, da in der Praxis eher Holzmischungen als sortenreine Hölzer relevant sind. | Prof. Dr. Alireza Kharazipour Tel.: +49 551 39-3488 akharaz@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Forstbotanik und Baumphysiologie Büsgenweg 2 37077 Göttingen | X |
| 01.02.2017 | 31.01.2020 | 22015716 | Verbundvorhaben: Umformung von unverdichteten ebenen Holzplatten quer zur Faser zu technischen Profilen; Teilvorhaben 2: Konzipierung und Planung der Anlage - Akronym: Querbiegen | Das Ziel des Projekts ist die Biegeumformung von Massivholz quer zur Faser nach thermischer und hygrischer Behandlung. Die angestrebten Produkte sind maschinell hergestellte Halbzeuge in Form einfach gekrümmter Schalen mit Kreisringsegmentquerschnitten, bei denen die Holzfasern in der ungekrümmten Richtung verlaufen, und als Endprodukte Hohlprofile, z.B. Rohre, die durch Zusammenfügen mehrerer Teilschalen zu Ringquerschnitten entstehen. Auf eine vorherige Verdichtung des Werkstücks, wie sie bei der sog. Formholztechnik notwendig ist, kann verzichtet werden. Stattdessen wird die Umformung durch lokale Verdichtung des Holzes während des Umformprozesses vollzogen. Das zu entwickelnde Verfahren der Holzumformung quer zur Faser baut auf der vorhandenen Technologie der Holzbiegung längs zur Faser mit Zugband auf. Es stellt jedoch eine grundlegend neue Verarbeitungstechnologie von Massivholz durch Umformung dar. Darin werden die bekannten Formungsprozesse des Verdichtens / Stauchens und Biegeumformen zusammengeführt und in einem Prozessschritt vereinfacht. Dabei stellt die Umformung des Holzes quer zur Faser eine technologische Besonderheit dar. Das technologische Ziel ist also die beiden vorhandenen Techniken "Formholz durch Biegeumformung quer zur Faser mit vorverdichten Platten" und "Biegeumformung längs zur Faser mit Zugband" zusammenzuführen und ein neues Verfahren "Biegeumformung von unverdichteten Holzplatten quer zur Faser mit Zugband" zu entwickeln. 1. Anforderungsprofil / Analyse technologischer und Prozessparameter 2. Verfahrensentwicklung zum Holzumformen 3. Untersuchungen zur Formbarkeit / Umformungskonzept 4. Untersuchungen zur Prozess-/ Verfahrenstechnik 5. Umformungskonzept Maschinenkomponenten 6. Modellierung Umformung / Entwicklung Berechnungsmodelle 7. Umsetzung von komplexen Teilvorrichtungen 8. Validierung der Systemkomponenten für Formteile 9. Untersuchungen zum Fügen der Formteile 10. Untersuchungen zum mechanischen Verhalten der Formteile | Dr.-Ing. Otto Eggert Tel.: +49 931 66088745 otto.eggert@ghebavaria.de GHEbavaria Maschinen GmbH Gebrüder-Hofmann-Ring 4 97246 Eibelstadt | X | |
| 01.09.2016 | 30.06.2018 | 22015815 | Studie über neue Ansätze für die Herstellung von feuchtebeständigen und biologisch resistenten mitteldichten Faserplatten (MDF) aus dem Holz der Eiche (MDF-Eiche-Tannin) - Akronym: MDF-Eiche-Tannin | Die Studie hatte zum Ziel, die hohe biologische Resistenz des Eichenholzes, insbesondere die des Kernholzes geringwertiger Alteichensortimenten für die Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) mit feuchtebeständiger Verleimung und besonders hoher biologischer Resistenz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens wurde die Eignung des thermo-mechanischen (TMP) und des chemo-thermomechanischen (CTMP) Holzaufschlusses für die Herstellung feuchteresistenter und biologisch schwer abbaubarer MDF aus Alteichen untersucht. Die aus Eichenholz gewonnen Fasern wurden hinsichtlich ihrer verleimungsrelevanten Eigenschaften charakterisiert und es wurden aus den Fasern im Labor unter Verwendung von Klebstoff auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanat (PMDI) und Tannin MDF hergestellt. Die hergestellten MDF wurden auf ihre physikalisch-technologischen Eigenschaften, ihre biologische Resistenz, ihre Feuchtebeständigkeit und ihre Abgabe an Formaldehyd und flüchtigen Säuren untersucht. Die Ergebnisse der Studie haben die Kenntnisse zum Einsatz von Eichenholz für die Herstellung von MDF mit hoher biologischer Resistenz erweitert und dessen grundsätzliche Eignung für diesen Zweck unter Beweis gestellt. | Prof. Dr. Ursula Kües Tel.: +49 551 39-7024 ukuees@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Abt. Molekulare Holzbiotechnologie und Technische Mykologie Büsgenweg 2 37077 Göttingen | X | |
| 01.12.2016 | 30.11.2019 | 22015816 | Verbundvorhaben: Stärkung nachwachsender Rohstoffe im Dämmstoffmarkt (StaR-Daemm); Teilvorhaben 2: Nachhaltigkeitsbewertung und Ökobilanzierung - Akronym: StaR-Daemm | Das Ziel des Projekts ist es, mittel- bis langfristig nachwachsende Dämmstoffe im Markt zu stärken, das heißt ihren Marktanteil zu erhöhen. Erreicht werden soll dieses Ziel vor allem durch den Information und fachlichen Austausch. Das Projekt gliedert sich dabei in zwei Stränge: einen Fachdialog und Wissenstransfer zwischen Experten und einen gesellschaftlichen Dialog, in dem durch zielgruppengerechte Öffentlichkeitsarbeit Informationen bereitgestellt werden. Zielgruppe des Vorhabens sind im Rahmen des Fachdialogs Experten aus der Wissenschaft, Praxis, Politik und Verbänden, im Rahmen des gesellschaftlichen Dialogs ein breiterer Kreis aus Akteuren der Branche und Multiplikatoren in Energieagenturen und Umwelt- und Verbraucherschutzverbänden sowie Journalisten. Die Deutsche Umwelthilfe (DUH) bringt ihre langjährige Erfahrung in der zielgruppenspezifischen Öffentlichkeitsarbeit sowie Organisation und Moderation von Fachveranstaltungen und Netzwerken in die Projektdurchführung ein, während das Thünen-Institut für Holzforschung (TI) seine umfangreichen Kenntnisse in der Nachhaltigkeitsbewertung und wissenschaftlich fundierten Ökobilanzierung von Bauprodukten beisteuert. Die DUH wird das Projekt StaR-Dämm koordinieren, das zusammen mit dem TI durchgeführt wird. Die Arbeitsplanung des Vorhabens ist in drei Arbeitspakete (AP) untergliedert. AP 1 umfasst das Projektmanagement, die laufende Erfolgskontrolle und die Ergebniszusammenführung bzw. den Projektabschluss. AP 2 enthält den Fachdialog mit einer Reihe von Fachgesprächen sowie einer Fachkonferenz, im Rahmen des AP 2 wird zudem die Verknüpfung mit dem Verbundvorhaben "NaWaRo-Dämmstoffe" (FNR-Förderung) durch das TI sichergestellt. AP 3 beinhaltet den gesellschaftlichen Dialog und die projektbegleitende Öffentlichkeitsarbeit einschließlich der gezielten Ansprache von Politikvertretern und Journalisten. | Dipl.-Ing. Sebastian Rüter Tel.: +49 40 73962-619 sebastian.rueter@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Haidkrugsweg 1 22885 Barsbüttel | X | |
| 01.04.2016 | 31.03.2019 | 22016015 | Verbundvorhaben: Verwertungsorientierte Untersuchungen an geringwertigen Laubholz-Sortimenten zur Herstellung innovativer Produkte; Teilvorhaben 5: Herstellung von Faserplattenwerkstoffen und Optimierung der Zerfaserungstechnologie - Akronym: GerLau | Der Hintergrund für die Durchführung der Arbeiten zur stofflichen Nutzung beruht auf der unwiderruflichen Tatsache, dass aufgrund veränderter naturaler Rahmenbedingungen das Nadelholz als primärer Ausgangsrohstoff der Holzindustrie nur noch limitiert zur Verfügung stehen wird und daher andere (Laub-) Holzpotenziale verstärkt in die stoffliche Nutzung Eingang finden müssen. Ein Hauptanliegen der holztechnologischen Teilprojekte dieses Vorhabens bestand darin, eine möglichst große Menge des bisher primär eingesetzten Nadelholzes durch geeignete Laubholz-(Misch-)-Sortimente zu substituieren. Hierfür wurden im WKI-Teilprojekt die Laubholzsortimente Buche, Esche und Birke zusammen mit Fichtenholz (Referenz) zu Faserstoffen unter Variation folgender Parameter zerfasert: 1. Holzarten-Anteile: Mischungsverhältnisse (Laubholz/Nadelholz) von: a.) 20% / 80%; b.) 50 % / 50 % und c.) 80 % / 20% 2. Mahlscheiben-Konfiguration: 3 verschiedene Mahlplattentypen (Weichholz, Hartholz, Bambus) für die Zerfaserung der unter a. (Holzarten-Anteile) beschriebenen Sortimente 3. Aufschlussbedingungen: konstante Aufschlussbedingungen (Temperatur, Druck, Verweilzeit) 4. Variation des Mahlplattenabstands: Zerfaserung der Rohstoffe in enger Kooperation zu TP 3b. (Dämmplatten); Faserherstellung für die Produktion von MDF / HDF mit einem Mahlplattenabstand von 0,2 mm und für die Dämmplattenherstellung mit einem Abstand von 0,6 mm. Es wurden folgende 6 Arbeitspakete im Teilprojekt des Fraunhofer WKI bearbeitet: 1. Faserherstellung aus verschiedenen Laubhölzern (Buche, Birke, Esche) zusammen mit einem Nadelholzsortiment (Fichte) 2. Bewertung der Faserqualitäten 3. Herstellung von MDF und HDF aus den erzeugten und gesichteten Fasermaterialien 4. Überprüfung der mechanischen-hygrischen Werkstoffeigenschaften 5. Optimierung der MDF bzw. HDF / Validierung der Ergebnisse 6. Diskussion, Dokumentation und Publikation der Ergebnisse | Zunächst wurden im Technikum des Fraunhofer WKI zahlreiche Versuchsreihen zur Herstellung und Charakterisierung von Fasermaterialien aus Laubholzgemischen (Buche, Birke, Esche) zusammen mit Nadelholz (Fichte) durchgeführt. Hierbei wurden die Holzartenanteile und die Mahlscheiben-Konfigurationen variiert, wobei die Aufschlussbedingungen zur besseren Vergleichbarkeit konstant gehalten wurden. Anschließend erfolgte eine sehr breit angelegte Faseranalyse, um die jeweilige Faserqualität zu charakterisieren. Im Anschluss wurden MDF- und HDF-Platten hergestellt, getestet und optimiert. Alle hergestellten MDF- und HDF-Platten übertreffen die laut Norm geforderten mechanischen Eigenschaften deutlich, so dass eine industrielle Produktion ohne weitere Entwicklungsschritte möglich wäre. In Bezug auf die MDF-Platten gilt dies auch für die hygrischen Eigenschaften, da bei allen Varianten die Dickenquellung nach 24h zwischen 6-7% lag, womit die laut Norm maximal zulässige Quellung von 12% deutlich unterschritten wurde. Die hergestellten HDF-Platten wiesen Quellungen von 19% - 28% auf. Hiermit wurde ebenfalls die nach EN 622-5 geforderten Anforderungen (max. 30%) erfüllt. Allerdings sind HDF mir einer Quellung von bis zu 28% nicht für alle Anwendungsbereiche zugelassen, so dass von dieser Seite noch Optimierungsbedarf besteht. | Dr. Dirk Berthold Tel.: +49 531 2155-452 dirk.berthold@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.07.2016 | 31.08.2018 | 22018013 | Vorhaben (FSP-Emissionen): Entwicklung einer Prüfmethode für die schnelle Bestimmung von VOC aus Holzprodukten zur frühzeitigen Ableitung des langfristigen Emissionsverhaltens und Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Holzwerkstoffen (MC-VOC) - Akronym: MC-VOC | Die derzeit etablierte Praxis für die Bestimmung von VOC-Emissionen aus Bauprodukten in ist den Normenstandards prEN 16516 sowie ISO 16000ff beschrieben. Hierbei kommt eine Prüfkammer zum Einsatz, wobei die Prüfzeit auf 28 Tage festgelegt ist, um einen Anhaltspunkt für das langfristige Emissionsverhalten der Produkte zu erlangen. Diese lange Prüfzeit ist aber hinderlich für eine umfassende Prüfung der Produkte, einzelner Produktionszwischenschritte sowie für die Produktionskontrolle und -entwicklung. Für die Prüfung von Formaldehyd sind bereits seit langem abgeleitete Methoden etabliert, die gut mit der Referenz-Methode (Kammer) korrelieren. Einige Forschergruppen haben sich auch bereits mit unterschiedlichen Ansätzen zur beschleunigten Bestimmung von VOC-Emissionen beschäftigt. Für Holzprodukte ist aber eine korrelierte Schnellmethode noch nicht abgeleitet worden. Daher soll es das Ziel dieses Vorhabens sein, die Parameter einer Methode zur Bestimmung von VOC-Substanzen im Hinblick auf eine schnellere und gleichzeitig sichere Bestimmung zu analysieren und optimiert. Es ist das Ziel die Prüfdauer der Methode deutlich zu verkürzen, es soll dabei eine Ableitung des langfristigen Emissionsverhaltens (28 Tageswert) innerhalb von wenigen Stunden Prüfzeit ermöglicht werden. Die Analytische Bewertung der Substanzen erfolgt im Wesentlichen gemäß ISO 16000-6 (Tenax-Probenahme mit Thermodesorptions-GC-MS), mit deren Hilfe die meisten relevanten Emittenten (v.a. Terpene, gesättigte Aldehyde und ungesättigte Aldehyde, Ketone, Alkane und Säuren) aus Holz erfasst werden können. Diese Methode dient der systematischen Analyse und Erfassung der Zusammenhänge für die jeweiligen Schnellmethoden. Grundsätzlich sollen vergleichende Emissionsmessungen an unterschiedlichen Produkttypen und Holzarten durchgeführt werden: a. Standardmethode: Kammermethode ISO 16000-9 b. Schnellmethode: µChamber unter verschiedenen Bedingungen c. Schnellmethode: Gas-Analyse in Verbindung mit FAIMS | Dr. Martin Ohlmeyer Tel.: +49 40 73962-635 martin.ohlmeyer@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Haidkrugsweg 1 22885 Barsbüttel | X | |
| 01.09.2017 | 31.08.2021 | 22018216 | Ermüdungsverhalten von Bauteilen aus WPC im Anwendungsfeld der Fördertechnik | Im Projektvorhaben soll das Ermüdungsverhalten von Bauteilen aus Wood Plastic Composite (WPC) im Anwendungsfeld der Fördertechnik erforscht werden. Kernsegment im Projekt ist das hochgefüllte WPC-Extrusionsprofil als Trag- und Gleitelement im Hängefördersystem (HFS). Im ersten Schritt des Vorhabens soll das Kriechverhalten (langzeitstatisch) und Ermüdungsverhalten unter dynamisch-schwingender Belastung (langzeitdynamisch) am produktspezifischen WPC-Material und am WPC-Systembauteil untersucht werden. Das Prüfregime bezieht sich dabei auf das reale Belastungskollektiv in der Anwendung des Hängefördersystems. Zur Materialcharakteristik sind Methoden aus der Holz- und Kunststofftechnik angedacht. Aufbauend auf die Material- und Bauteiluntersuchungen ist die Überwachung der langzeitmechanischen Eigenschaften im Dauerlauftest des HFS angedacht. Dieser Dauerlauftest unterteilt sich in Labortest und Prototypentest im industriellen Umfeld. s. ausführliche Vorhabenbeschreibung | Dr.-Ing. Jens Sumpf Tel.: +49 371 531-32853 jens.sumpf@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe - Professur Fördertechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | X | |
| 01.01.2019 | 31.12.2020 | 22018518 | Verbundvorhaben: Rechteckige Konstruktions-Hohlprofile aus biobasierten Multimaterialsystemen als Substitution von Metallprofilen; Teilvorhaben 2: Entwicklung umformfähiger Hohlprofile sowie der zugehörigen Klebstoff- und Herstellungstechnologie - Akronym: NaHoPro | Ziel des Forschungsansatzes ist die Erforschung und Charakterisierung von rechteckigen Hohlprofilen aus gewickelten Holzschichtstoffen mit gezielten technischen Verstärkungen zur Substitution von Standard-Metall-Hohlprofilen. Dabei soll die technische Herstellbarkeit des Profils durch einen zweistufigen Prozess erarbeitet werden. Hierbei soll zunächst aus einem Furnierband ein rundes (oder eckiges Profil mit großen Rundungen) gewickelt werden, welches dann in einem zweiten Prozessschritt partiell oder vollständig umgeformt wird. Das neuartige Verfahren soll im Rahmen des Projekts im diskontinuierlichen Laborstadium untersucht und auf seine Konkurrenzfähigkeit anderen Verfahren und Materialsystemen gegenüber geprüft werden. Zusätzlich werden, um eine spätere Variantenbildung zu vereinfachen, mittels digitaler Entwurfstechnik Methoden zur Verfügung gestellt, welche theoretische Planung und Auslegung von Charakteristika hinsichtlich Materialkombination und Geometrie ermöglichen. | Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwarz Tel.: +49 3334 657-370 ulrich.schwarz@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde - Fachbereich III - Fachgebiet Gestaltung, Konstruktion und Herstellung von Produkten aus Holz Alfred-Möller-Str. 1 16225 Eberswalde | X | |
| 01.07.2016 | 30.06.2019 | 22018814 | Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung von innovativen Bindemitteln auf Basis von Aminosilan/Aminoplast zur Herstellung von Holzwerkstoffen (Aminosilan) - Akronym: Aminosilan | Über 13.500 Mitarbeiter erwirtschafteten in der Holzwerkstoffindustrie 2016 einen Umsatz von 4,8 Milliarden Euro. Hauptprodukte der Holzwerkstoffindustrie sind Spanplatten mit einem Marktanteil von 51%, mitteldichte Faserplatten (MDF) mit einem Anteil von 21% und Holzfaserdämmplatte mit 8%. Bei der Herstellung von Spanplatten und MDF werden fast ausschließlich formaldehydhaltige Harze verwendet, die hauptsächlich zu über 90% aus Harnstoff-Formaldehyd (UF) bestehen. Seit vielen Jahrzehnten werden diese UF-Harze in der Industrie aufgrund ihrer Wirtschaftlichkeit und einfachen Handhabung eingesetzt. Ein negativer Nebeneffekt ist die Formaldehydemission aus den hergestellten Produkten. Formaldehyd wurde 2015 von der Europäischen Chemikalienagentur (Echa) als "höchstwahrscheinlich krebserregend" eingestuft wurde. Somit ist die Reduzierung der Formaldehydemission eine der größten Herausforderungen der Holzwerkstoffindustrie. Mittlerweile existieren UF-Harze mit einem niedrigen Molverhältnis zwischen Harnstoff und Formaldehyd zu verwenden. Diese in Holzwerkstoffen eingesetzte UF-Harze (z.B. Kaurit 335, Kaurit 337 und Kaurit 340) - führen neben dem o. g. positiven Effekt jedoch auch zu schlechteren mechanisch-technologischen Eigenschaften der Werkstoffe. Daher konzentriert sich dieses Forschungsprojekt konzentriert sich auf die Modifizierung von UF-Harzen mit niedrigem Molverhältnis mit funktionellen Silanen, um die mechanische-technologischen Eigenschaften zu verbessern und die Formaldehydemission sowie die Wasseraufnahme der hergestellten Holzwerkstoffe zu verringern. Bei den in diesem Projekt verwendeten Silane handelt es sich um organofunktionelle Silane mit reaktiven Aminogruppen und hydrolysierbaren Gruppen, die als Haftvermittler, zur Oberflächenmodifizierung und als Vernetzungsmittel dienen können. Erstmals werden hier auch Silan-modifizierte UF-Harze für die Herstellung von Holzfaserdämmplatten eingesetzt. | Es wurden die verwendeten Bindemittelsysteme hinsichtlich ihrer rheol. Eigenschaften, pH-Werte, Feststoffgehalte und Gelierzeit untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Zugabe der Silane eine Reduzierung der Viskositäten der Bindemittelsysteme bewirkte und meist mit einer Erhöhung der Gelierzeit einherging. Bei der MDF-Herstellung kamen die neuartigen Prototyp-Bindemittelsysteme zum Einsatz. Diese enthielten Aminosilane, die bereits während der UF-Harz-Synthese einpolymerisiert wurden. Es zeigten sich hier im Vergleich zu den jeweiligen Referenzen eine signifikante Zunahme der Querzug- und Biegefestigkeiten um bis zu 100%. Bei allen weiteren Versuchsreihen kamen Bindemittelformulierungen zum Einsatz, bei denen die jeweiligen Silane nachträglich dem UF Harz zugefügt wurden. Auch dabei ergaben sich bei einem Großteil der Versuchsreihen mit UF-Harz in Kombination mit den Silanen signifikante Verbesserungen der mech.-technolog. Eigenschaften. Die Untersuchungen zeigten weiter, dass bei allen getesteten Bindemittelformulierungen die Formaldehydemissionen gegenüber der jeweiligen Referenz teilweise deutlich um bis zu 50 % reduziert werden konnten. Bei den Untersuchungen der Spanplatten ergaben sich, wie auch bei den Versuchsreihen der MDF, Verbesserungen der mech.-technol. Eigenschaften. Diese waren jedoch weniger stark ausgeprägt. Positive Veränderungen zeigten sich bei den Formaldehydemissionen der Spanplatten, die sich bei fast allen Versuchsreihen reduzierten. Die erstmals mit UF und Silanen gebundenen Holzfaserdämmstoffe zeigten vielversprechende mech.-technol. Eigenschaften. Bei den Untersuchungen zum Brandverhalten waren flammhemmende Einflüsse der Silane erkennbar. Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass der Zusatz geringer Mengen organofunktioneller Silane in UF-Harze zu einer Erhöhung der mech.-technol. Eigenschaften führten. Ferner konnte die Formaldehydemission gesenkt werden, während die Wasseraufnahme nahezu unverändert bleibt. | Prof. Dr. Alireza Kharazipour Tel.: +49 551 39-3488 akharaz@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Forstbotanik und Baumphysiologie Büsgenweg 2 37077 Göttingen | X |
| 01.03.2017 | 31.05.2020 | 22018816 | Verbundvorhaben: Optimierung einer Dämmplatte aus Miscanthus, Entwicklung einer nachhaltigen Produktionstechnologie sowie Ermittlung von Produktparametern für die Baustoffzulassung; Teilvorhaben 2: Entwicklung einer Produktionstechnologie - Akronym: Miscantherm | Die Struktur der anspruchslosen und ertragreichen Pflanze Miscanthus macht diese besonders geeignet für die stoffliche Verwertung. Langjährige Arbeiten der Firma In-vitro-tec zur stofflichen Verwertung von Miscanthus-Biomasse führten zu Labormustern eines Dämmstoffes aus Miscanthus. Ausgehend von diesen Ergebnissen soll das geplante Verbundprojekt durch die Zusammenführung der Kompetenz der Partner (Rohstoff Miscanthus, Produktionstechnologie, Prüftechnologie) alle Voraussetzungen für eine Produktion, Zulassung und Etablierung einer Dämmplatte am Markt schaffen. Arbeitspaket 1: Sachstandanalyse und Spezifizierung aller zu erreichenden Produktparameter, Technologieparameter und Prüfparameter Arbeitspaket 2: Optimierung der Laborrezeptur, begleitende Prüfung der Wärmeleitfähigkeit und Biegezugfestigkeit bis zur Erstellung einer Vorzugsrezeptur. Arbeitspaket 3: Überführung der Erfahrungen aus der Plattenproduktion im Labormaßstab in die Prototypenproduktion, Modifizierung der Rezeptur unter besonderer Berücksichtigung einer effizienten Plattentrocknung und Minimierung des Bindemitteleinsatzes, Untersuchung ausgewählter Musterplatten bezüglich relevanter bauphysikalischer Eigenschaften. Arbeitspaket 4: Langzeituntersuchungen in der Klimakammer. Einbau von Platten in Gebäuden zur Sanierung schimmelpilzgefährdeter/belasteter Wohnräume sowie zur Außenwanddämmung und messtechnische Begleitung zum Wirkungsnachweis. Arbeitspaket 5: Kostenkalkulation für eine Plattenproduktion im Industriemaßstab und Preisermittlung für den Dämmstoff, Kontaktaufbau zu Potentiellen Produzenten, Händlern und Anwendern, Erarbeitung eines ganzheitlichen, regionalen Konzeptes für die Bereitstellung des Rohstoffes. Arbeitspaket 6: Zusammenfassung und Analyse aller gewonnenen Daten und Erarbeitung von Produkt- und Datenblättern, Vorbereitung und Durchführung der offiziellen Zertifizierung des entwickelten Dämmstoffes bezüglich Wärmeleitfähigkeit und Biegezugfestigkeit. | Resultat des Verbundvorhaben ist eine Dämmplatte aus dem nachwachsendem Rohstoff Miscanthus, die nicht nur alle relevanten Produktparameter zur europäischen Baustoffzulassung erfüllt, sondern sich in den Praxistests in Kombination mit atmungsaktiven Putzbelägen auch äußerst gut zur Schimmelpilzbekämpfung im Innenbereich erwies. Ergebnisse des Projektpartners IVT waren eine Musterplatte im Labormaßstab, die aus einem optimierten Mischverhältnis zweier Häckselstrukturen Miscanthus, Wasser, Bindemittel und Brandhemmer besteht. Des Weiteren erfolgte eine Plattenherstellung mit dem Projektpartner Strohlos (STL) im industriellen Maßstab. Für die Montage in Innenräumen zur Überprüfung der Platten zur Schimmelbekämpfung, wurde mit der Berliner Wohnungsbaugesellschaft HOWOGE für entsprechende Räumlichkeiten kooperiert. Zudem erfolgte eine erfolgreiche Außenwanddämmung. Die Bearbeitung und Montage mit handelsüblichen Werkzeugen und Bindemitteln konnte so bestätigt werden. Wesentliches Ergebnis beim Projektpartner STL war die Fertigung metallener (anfänglich hölzerner) Pressformen, welche signifikante Verbesserung bei der Dichte und Kantenstärke der Platten brachte. Auch konnten IVT und STL das Trocknungsverfahren mit minimalem Energieaufwand optimieren. Wegen einer zu hohen Dichte und Wärmeleitfähigkeit des Binders und Brandhemmers des Partners STL wurde sich schließlich für die erfolgreich verwendeten Produkte des Produktpartners IVT entschieden. Hiermit konnte eine Plattendichte von 150 bis 270 kg/m³ erreicht werden. Die vom IBZ durchgeführten Klimakammertests zeigten zudem, dass ein U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) von 0,211 W/m2K der Dämmplatten erreicht wurde (deutlich unter dem Richtwert von 0,24 W/m2K). Anders ausgedrückt, besitzt die Platte eine Wärmeleitfähigkeit von 0,045-0,05 W/m²K. Zudem erfüllt sie eine Biegefestigkeit von 0,21-0,26 N/mm² (Baustoffzulassung: 0,1 – 0,28 N/mm²). Auch die Kosten der Platte sind konkurrenzfähig zu herkömmlichen Dämmalternativen. | Christian Losehand Tel.: +49 171 5530-685 info@strohlos.com strohlos produktentwicklung GmbH Mühlenstr. 10 17192 Waren (Müritz) | |
| 01.03.2017 | 31.08.2020 | 22019016 | Verbundvorhaben: Optimierung einer Dämmplatte aus Miscanthus, Entwicklung einer nachhaltigen Produktionstechnologie sowie Ermittlung von Produktparametern für die Baustoffzulassung; Teilvorhaben 3: Bauphysikalische Prüfung - Akronym: Miscantherm | Die Struktur der anspruchslosen und ertragreichen Pflanze Miscanthus macht diese besonders geeignet für die stoffliche Verwertung. Langjährige Arbeiten der Firma In-vitro-tec zur stofflichen Verwertung von Miscanthus-Biomasse führten zu Labormustern eines Dämmstoffes aus Miscanthus. Ausgehend von diesen Ergebnissen soll das geplante Verbundprojekt durch die Zusammenführung der Kompetenz der Partner (Rohstoff Miscanthus, Produktionstechnologie, Prüftechnologie) alle Voraussetzungen für eine Produktion, Zulassung und Etablierung einer Dämmplatte am Markt schaffen. Arbeitspaket 1: Sachstandanalyse und Spezifizierung aller zu erreichenden Produktparameter, Technologieparameter und Prüfparameter Arbeitspaket 2: Optimierung der Laborrezeptur, begleitende Prüfung der Wärmeleitfähigkeit und Biegezugfestigkeit bis zur Erstellung einer Vorzugsrezeptur. Arbeitspaket 3: Überführung der Erfahrungen aus der Plattenproduktion im Labormaßstab in die Prototypenproduktion, Modifizierung der Rezeptur unter besonderer Berücksichtigung einer effizienten Plattentrocknung und Minimierung des Bindemitteleinsatzes, Untersuchung ausgewählter Musterplatten bezüglich relevanter bauphysikalischer Eigenschaften. Arbeitspaket 4: Langzeituntersuchungen in der Klimakammer. Einbau von Platten in Gebäuden zur Sanierung schimmelpilzgefährdeter/belasteter Wohnräume sowie zur Außenwanddämmung und messtechnische Begleitung zum Wirkungsnachweis. Arbeitspaket 5: Kostenkalkulation für eine Plattenproduktion im Industriemaßstab und Preisermittlung für den Dämmstoff, Kontaktaufbau zu Potentiellen Produzenten, Händlern und Anwendern, Erarbeitung eines ganzheitlichen, regionalen Konzeptes für die Bereitstellung des Rohstoffes. Arbeitspaket 6: Zusammenfassung und Analyse aller gewonnenen Daten und Erarbeitung von Produkt- und Datenblättern, Vorbereitung und Durchführung der offiziellen Zertifizierung des entwickelten Dämmstoffes bezüglich Wärmeleitfähigkeit und Biegezugfestigkeit. | Das Verbundvorhaben widmet sich anhand der Entwicklung von Labormustern und Prototypdämmstoffplatten den Voraussetzungen zur Zulassung und Etablierung einer marktfähigen Dämmplatte aus dem nachwachsenden Rohstoff Miscanthus x giganteus. Resultat des Verbundvorhabens ist eine Dämmplatte aus dem nachwachsendem Rohstoff Miscanthus, die nicht nur alle relevanten Produktparameter zur europäischen Baustoffzulassung erfüllt, sondern sich in den Praxistests in Kombination mit atmungsaktiven Putzbelägen auch äußerst gut zur Schimmelpilzbekämpfung im Innenbereich erwies. Ergebnisse des Projektpartners IVT waren eine Musterplatte im Labormaßstab, die aus einem optimierten Mischverhältnis zweier Häckselstrukturen Miscanthus, Wasser, Bindemittel und Brandhemmer besteht. Des Weiteren erfolgte eine Plattenherstellung mit dem Projektpartner Strohlos (STL) im industriellen Maßstab. Für die Montage in Innenräumen zur Überprüfung der Platten zur Schimmelbekämpfung, wurde mit der Berliner Wohnungsbaugesellschaft HOWOGE für entsprechende Räumlichkeiten kooperiert. Zudem erfolgte eine erfolgreiche Außenwanddämmung. Die Bearbeitung und Montage mit handelsüblichen Werkzeugen und Bindemitteln konnte so bestätigt werden. Wesentliches Ergebnis beim Projektpartner STL war die Fertigung metallener (anfänglich hölzerner) Pressformen, welche signifikante Verbesserung bei der Dichte und Kantenstärke der Platten brachte. Auch konnten IVT und STL das Trocknungsverfahren mit minimalem Energieaufwand optimieren. Die vom IBZ durchgeführten Klimakammertests zeigten zudem, dass ein U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) von 0,211 W/m2K der Dämmplatten erreicht wurde (deutlich unter dem Richtwert von 0,24 W/m2K). Anders ausgedrückt, besitzt die Platte eine Wärmeleitfähigkeit von 0,045-0,05 W/m²K. Zudem erfüllt sie eine Biegefestigkeit von 0,21-0,26 N/mm². Auch die Kosten der Platte sind konkurrenzfähig zu herkömmlichen Dämmalternativen. | Dipl. Ing Maik Orth Tel.: +49 38295 74114 maik.orth@ibz-hl.de Innovations- und Bildungszentrum Hohen Luckow e.V. (IBZ Hohen Luckow e.V.) Bützower Str. 1 a 18239 Satow | |
| 01.01.2019 | 31.12.2020 | 22019018 | Verbundvorhaben: Rechteckige Konstruktions-Hohlprofile aus biobasierten Multimaterialsystemen als Substitution von Metallprofilen; Teilvorhaben 3: Digitaler Entwurf eines Materialsystems sowie eines Wickel- und Umformprozesses für biobasierte Multimaterialsysteme - Akronym: NaHoPro | Ziel des Forschungsansatzes ist die Erforschung und Charakterisierung von rechteckigen Hohlprofilen aus gewickelten Holzschichtstoffen mit gezielten technischen Verstärkungen zur Substitution von Standard-Metall-Hohlprofilen. Dabei soll die technische Herstellbarkeit des Profils durch einen zweistufigen Prozess erarbeitet werden. Hierbei soll zunächst aus einem Furnierband ein rundes (oder eckiges Profil mit großen Rundungen) gewickelt werden, welches dann in einem zweiten Prozessschritt partiell oder vollständig umgeformt wird. Das neuartige Verfahren soll im Rahmen des Projekts im diskontinuierlichen Laborstadium untersucht und auf seine Konkurrenzfähigkeit anderen Verfahren und Materialsystemen gegenüber geprüft werden. Zusätzlich werden, um eine spätere Variantenbildung zu vereinfachen, mittels digitaler Entwurfstechnik Methoden zur Verfügung gestellt, welche theoretische Planung und Auslegung von Charakteristika hinsichtlich Materialkombination und Geometrie ermöglichen. | Prof. Philipp Eversmann Tel.: +49 561 804-3473 eversmann@asl.uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 6 Architektur, Stadtplanung, Landschaftsplanung - Fachgebiet Experimentelles und digitales Entwerfen und Konstruieren Universitätsplatz 9, ASL 1, Raum 3105 34127 Kassel | X | |
| 01.12.2016 | 31.12.2019 | 22019615 | Verbundvorhaben: Stärkung nachwachsender Rohstoffe im Dämmstoffmarkt (StaR-Daemm); Teilvorhaben 1: Informationsmaßnahmen - Akronym: StaR-Daemm | Das Ziel des Projekts ist es, mittel- bis langfristig durch Bewusstseinsbildung die Akzeptanz und daraus resultierende selbstbestimmte Nutzung von nachwachsenden Dämmstoffen zu erhöhen. Erreicht werden soll dieses Ziel vor allem durch den Information und fachlichen Austausch. Das Projekt gliedert sich dabei in zwei Stränge: einen Fachdialog und Wissenstransfer zwischen Experten und einen gesellschaftlichen Dialog, in dem durch zielgruppengerechte Öffentlichkeitsarbeit Informationen bereitgestellt werden. Zielgruppe des Vorhabens sind im Rahmen des Fachdialogs Experten aus der Wissenschaft, Praxis, Politik und Verbänden, im Rahmen des gesellschaftlichen Dialogs ein breiterer Kreis aus Akteuren der Branche und Multiplikatoren in Energieagenturen und Umwelt- und Verbraucherschutzverbänden sowie Journalisten. Die Deutsche Umwelthilfe (DUH) bringt ihre langjährige Erfahrung in der zielgruppenspezifischen Öffentlichkeitsarbeit sowie Organisation und Moderation von Fachveranstaltungen und Netzwerken in die Projektdurchführung ein, während das Thünen-Institut für Holzforschung (TI) seine umfangreichen Kenntnisse in der Nachhaltigkeitsbewertung und wissenschaftlich fundierten Ökobilanzierung von Bauprodukten beisteuert. Die DUH wird das Projekt StaR-Dämm koordinieren, das zusammen mit dem TI durchgeführt wird. Die Arbeitsplanung des Vorhabens ist in drei Arbeitspakete (AP) untergliedert. AP 1 umfasst das Projektmanagement, die laufende Erfolgskontrolle und die Ergebniszusammenführung bzw. den Projektabschluss. AP 2 enthält den Fachdialog mit einer Reihe von Fachgesprächen sowie einer Fachkonferenz, im Rahmen des AP 2 wird zudem die Verknüpfung mit dem Verbundvorhaben "NaWaRo-Dämmstoffe" (FNR-Förderung) durch das TI sichergestellt. AP 3 beinhaltet den gesellschaftlichen Dialog und die projektbegleitende Öffentlichkeitsarbeit einschließlich der gezielten Ansprache von Politikvertretern und Journalisten. | Constantin Zerger Tel.: +49 30 2400867-91 zerger@duh.de Deutsche Umwelthilfe e.V. Hackescher Markt 4 10178 Berlin | X | |
| 01.01.2019 | 31.12.2021 | 22020417 | Verbundvorhaben (FSP-Brandschutz): Entwicklung einer glimmgeschützten Holzfaserdämmung; Teilvorhaben 3: Entwicklung des Glimmschutzmittels - Akronym: innoDaemm | Holzfaserdämmstoffe sind nach DIN 4102-1 (1998) in die Baustoffklasse B2 (normalentflammbar) eingestuft. Sie erreichen die Baustoffklasse B1 (schwerentflammbar) nicht, weil sie nach Entzug der Flamme Glimmerscheinungen aufweisen. Aus dem Grund ist die Verwendung dieser Materialien für die Gebäudeklassen 4 und 5 nach Musterbauordnung nicht erlaubt. Daher befasst sich dieses Vorhabens mit der Entwicklung einer innovativen glimmgeschützten Holzfaserdämmplatte, die nach Entfernung der Zündquelle selbst-verlöschend ist und nicht glimmt. Das zu entwickelnde Glimmschutzmittel soll ökologisch vertretbar sein. Die Anbindung und der Beladungsgrad des Glimmschutzmittels an die Holzfasern sollen durch unterschiedliche Applikationsmethoden des Glimmschutzmittels auf der Faseroberfläche verbessert werden | Das übergeordnete Vorhabensziel (Herstellung von nichtglimmenden Holzfaserdämmstoffen) konnten nicht erreicht werden, allerdings konnten wichtige Erkenntnisse für die weitere Brandertüchtigung von Holzfaserdämmstoffen und deren Untersuchung erlangt werden. Veröffentlichungen dazu erfolgten im Teilvorhaben 22010716. Es besteht hier nachträglich zum laufenden Forschungsprojekt Potential für zusätzliche Applikationen des Lösungsansatzes, der maßgeblich aus dem Flammschutzmittel der Fa. ET Brandschutz besteht z.B. bei losen und mattenförmigen Gefachdämmungen. | Anton Shatalov Tel.: +49 2267 829651 a.shatalov@et-brandschutz.de ET Brandschutz GmbH Hansestr. 3 51688 Wipperfürth | X |
| 01.03.2017 | 31.05.2020 | 22021015 | Verbundvorhaben: Optimierung einer Dämmplatte aus Miscanthus, Entwicklung einer nachhaltigen Produktionstechnologie sowie Ermittlung von Produktparametern für die Baustoffzulassung; Teilvorhaben 1: Plattenentwicklung und manuelle Herstellung - Akronym: Miscantherm | Das oben genannte Verbundvorhaben widmet sich anhand der Entwicklung von Labormustern und Prototypdämmstoffplatten den Voraussetzungen zur Zulassung und Etablierung einer marktfähigen Dämmplatte aus dem nachwachsenden Rohstoff Miscanthus x giganteus. Die Arbeiten basieren auf langjähriger Forschungspraxis zur stofflichen Verwertung von Miscanthus-Biomasse sowie der Entwicklung von nachhaltigen Dämmstoffplatten der Firma IVT sowie deren Partner. Der Projektpartner IVT forschte dabei zu den Produktgrundlagen. Die gewählten Produktparameter wurden anhand der Vorgaben für die europäische Baustoffzulassung gewählt. So konnte unter Berücksichtigung der Aspekte Dichte, Wärmeleitfähigkeit und Biegefestigkeit sowie Brandschutz und Kostenaufkommen eine optimierte Laborrezeptur entwickelt werden, die anschließend in die Produktion überführt wurde. Nach der Festlegung der Grundlagen für die Prototyplatten befasste sich IVT mit der Rohstoffsicherung, Verfahrensoptimierung, Durchführung von Praxistest zur Innenwanddämmung und Schimmelbekämpfung sowie der Außenwanddämmung zur Erprobung der bautechnischen Anwendbarkeit und schließlich der Erstellung eines Datenblatts zum Endprodukt. Die technische Unterstützung des Projekts übernahm der Projektpartner STL. Dabei wurde die Herstellung im industriellen Umfeld entwickelt, technische und stoffliche Lösungen zur Einhaltung der Produktparameter gefunden, Handhabung und Verarbeitung zur Montage überprüft, Produktionskosten kalkuliert und das Herstellungsverfahren beschrieben, um es ggf. auf andere nachwachsende Dämmstoffe zu transferieren. Aufgabe des Projektpartners IBZ war neben der Ermittlung der baustofflichen Parameter, die ständige projektbegleitende Überprüfung zur Einhaltung der definierten Werte. So wurden von Labor- und später Produktionsplatten die Dichte, Wärmeleitfähigkeit, Biegefestigkeit und Brandfestigkeit getestet. An den Ergebnissen orientierten sich abschließend Entscheidungen bezüglich Rezeptur und Konstruktion. | Resultat des Verbundvorhaben ist eine Dämmplatte aus dem nachwachsendem Rohstoff Miscanthus, die nicht nur alle relevanten Produktparameter zur europäischen Baustoffzulassung erfüllt, sondern sich in den Praxistests in Kombination mit atmungsaktiven Putzbelägen auch äußerst gut zur Schimmelpilzbekämpfung im Innenbereich erwies. Ergebnisse des Projektpartners IVT waren eine Musterplatte im Labormaßstab, die aus einem optimierten Mischverhältnis zweier Häckselstrukturen Miscanthus, Wasser, Bindemittel und Brandhemmer besteht. Des Weiteren erfolgte eine Plattenherstellung mit dem Projektpartner Strohlos (STL) im industriellen Maßstab. Für die Montage in Innenräumen zur Überprüfung der Platten zur Schimmelbekämpfung, wurde mit der Berliner Wohnungsbaugesellschaft HOWOGE für entsprechende Räumlichkeiten kooperiert. Zudem erfolgte eine erfolgreiche Außenwanddämmung. Die Bearbeitung und Montage mit handelsüblichen Werkzeugen und Bindemitteln konnte so bestätigt werden. Wesentliches Ergebnis beim Projektpartner STL war die Fertigung metallener (anfänglich hölzerner) Pressformen, welche signifikante Verbesserung bei der Dichte und Kantenstärke der Platten brachte. Auch konnten IVT und STL das Trocknungsverfahren mit minimalem Energieaufwand optimieren. Wegen einer zu hohen Dichte und Wärmeleitfähigkeit des Binders und Brandhemmers des Partners STL wurde sich schließlich für die erfolgreich verwendeten Produkte des Produktpartners IVT entschieden. Hiermit konnte eine Plattendichte von 150 bis 270 kg/m³ erreicht werden. Die vom IBZ durchgeführten Klimakammertests zeigten zudem, dass ein U-Wert (Wärmedurchgangskoeffizient) von 0,211 W/m2K der Dämmplatten erreicht wurde (deutlich unter dem Richtwert von 0,24 W/m2K). Anders ausgedrückt, besitzt die Platte eine Wärmeleitfähigkeit von 0,045-0,05 W/m²K. Zudem erfüllt sie eine Biegefestigkeit von 0,21-0,26 N/mm² (Baustoffzulassung: 0,1 – 0,28 N/mm²). Auch die Kosten der Platte sind konkurrenzfähig zu herkömmlichen Dämmalternativen. | Dr. Margit Hettler Tel.: +49 30 5499980 kontakt@in-vitro-tec.de In-vitro-tec Gesellschaft zur Pflanzenvermehrung für den Umweltschutz mbH Allee der Kosmonauten 16 10315 Berlin | |
| 01.09.2015 | 31.08.2018 | 22021114 | Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Formaldehydfreie Aminoharze auf Basis von Glykolaldehyd für Holzwerkstoffe und Dekorpapiere - Akronym: Glykolaldehyd-Aminoh | Für die Herstellung von Holzwerkstoffen und Dekorpapieren werden in Deutschland vorwiegend formaldehydhaltige Aminoharze (Harnstoff-, Melamin-Harnstoff- und Melamin-Formaldehyd-Harze) eingesetzt. Mit der Neueinstufung von Formaldehyd als Karzinogen der Klasse 1B können sich bereits in naher Zukunft für die Holzwerkstoffindustrie Auswirkungen u.a. auf den Arbeitsschutz, die Einhaltung der Richtwerte für karzinogene Substanzen hinsichtlich TA Luft und AgBB Bewertungsschema sowie das Recycling formaldehydhaltiger Holzwerkstoffe ergeben. Eine Reduzierung des Formaldehydgehalts in Klebstoffen für Holzwerkstoffe sowie in Imprägnierharzen für Dekorpapiere scheint daher nicht ausreichend zu sein, vielmehr muss der Einsatz formaldehydfreier Harze in den Fokus gerückt werden. Mögliche formaldehydfreie Klebstoffe im Holzwerkstoffbereich müssen die Anforderungen an eine ausreichende Verfügbarkeit, Unbedenklichkeit für Umwelt und Gesundheit sowie technische und wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit erfüllen. Zur Erreichung des Ziels werden anstelle von Formaldehyd Kohlenhydrataldehyde (Glykol- und Glycerinaldehyd) zur Herstellung formaldehydfreier Aminoharze eingesetzt. Neben der Optimierung der Bedingungen für die Aldehyd- und Harzsynthesen wird ein wesentlicher Schwerpunkt der Arbeiten die Anpassung der Parameter bei den Synthesen und der Holzwerkstoffherstellung (Sperrholz, Spanplatten, mitteldichte Faserplatten [MDF], Furnierschichtholz [LVVL]) an die Industrieverhältnisse sein. | Ziel des Vorhabens war es, den Formaldehyd in den bisher hauptsächlich für Holzwerkstoffe verwendeten Aminoharzen durch Glykolaldehyd zu ersetzen. Der Einsatz dieser neuen Harze soll ohne Veränderung der etablierten Verarbeitungsbedingungen erfolgen, keine Verschlechterung der Produkteigenschaften bewirken und im Herstellungspreis mit derzeitigen formaldehydhaltigen Aminoharzen vergleichbar sein. Da Glykolaldehyd bisher nicht in entsprechenden Mengen kommerziell verfügbar ist, muss er am Fraunhofer IAP durch Umpolung aus Paraformaldehyd hergestellt werden. Anschließend werden Aminoharze auf Basis von Glykolaldehyd synthetisiert und am Fraunhofer WKI auf ihre Anwendungsfähigkeit bei der Herstellung von Holzwerkstoffen getestet. Da der Glykolaldehyd aus Paraformaldehyd hergestellt wird, muss parallel zum Fortschritt im Projekt (Herstellung von Glykolaldehyd, Synthese von Aminoharzen, Einsatz der Klebstoffe in Holzwerkstoffen) auch die Aldehydanalytik in den entsprechenden Zwischen- bzw. Endprodukten entwickelt werden. Die neuen Klebstoffe sollen den zukünftigen Anforderungen an die Formaldehyd- und VOC-Emissionen und dem Recycling der Holzwerkstoffe und Folgeprodukte (stoffliche Nutzung von formaldehydfreiem Altholz) gerecht werden. Ferner sollen die Klebstoffe für die Verleimung von Partikeln (z.B. Spanplatten, OSB) und Fasern (z.B. MDF) sowie Flächenverleimungen (z.B. Sperrholz, LVL) aus Laub- und Nadelholz geeignet sein. Formaldehydfreie Bindemittel für Holzwerkstoffe sowie formaldehydfreie Imprägnierharze für Dekorpapiere sind aus den ausgeführten Gründen nicht nur für die Holzwerkstoff- und Möbelindustrie, sondern auch für den gesamten Innenausbau (Wandelemente, Laminat-Fußböden, Türen) von elementarer Bedeutung. Insbesondere in diesem Bereich sind klein- und mittelständische Betriebe zu finden. | Dr. Frauke Bunzel Tel.: +49 531 2155-0 frauke.bunzel@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.10.2017 | 31.03.2020 | 22021516 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Extrudierte und Co-extrudierte Profile aus pflanzenreststoffverstärkten Biokunststoffen für Fenster und weitere architektonische Anwendungen; Teilvorhaben 1: Materialentwicklung für NFK-Profile - Akronym: BioProfile | Das Ziel des Teilprojekts ist die Verwendung von recyceltem Weizenstroh sowie anderer Naturfasern für die Extrusion und Co-Extrusion von thermoplastischen Biokomposit Fensterprofilen und Fassaden. Der hohe Anteil an natürlichen Additiven aus landwirtschaftlichen Abfällen dürfte die Nachfrage der Bauindustrie nach erdölbasierten Kunststoffen verringern. Der Fokus auf architektonische Halbzeuge sollte die breitere Verwendung von auf Biokompositen basierenden Materialien in der Bauindustrie fördern. Es wird erwartet, dass die Ergebnisse des BioProfile-Projekts einen wichtigen Beitrag leisten werden, insbesondere für Fensterhersteller, und traditionelle PVC-Profile, Aluminium- und Holzprofile ersetzen/teilweise ersetzen können, die eine viel langsamere Erneuerbarkeit haben als die verwendeten recycelten Agrarfasern wie Stroh. Extrudierte Profile sollen sowohl im Innen- als auch im Außenbereich eingesetzt werden. Die Verwendung von Elastomeren in den Materialrezepturen erhöhte die Elastizität einer Reihe von extrudierten Platten, um eine freie Verformung zu ermöglichen. Solche Eigenschaften, die auf früheren Arbeiten und Patenten des Projektleiters Prof. Dahy beruhen und die mit MDF- oder HDF-Platten nicht üblich sind, würden neue Gestaltungsmöglichkeiten eröffnen. Die strukturelle Leistung von Elementen, die aus solchen Platten hergestellt werden, kann sich auch aus ihrer geometrischen Steifigkeit und nicht nur aus den Materialeigenschaften ergeben. Darüber hinaus wurden die elastischen Eigenschaften auf der Ebene der Materialrezeptur eingestellt, die vom Fraunhofer WKI-Team weiter angepasst wurde. Am Ende lieferte das Projekt neue Halbzeuge aus innovativen Biokompositwerkstoffen und demonstrierte deren vielfältige Einsatzmöglichkeiten in der Architektur anhand zweier realisierter experimenteller Mock-ups, von denen eines eine strukturelle Hülle darstellt, die auch die Möglichkeiten der Fassadenanwendung untersucht, und ein weiteres Mock-up für die Fensterprofile. | Die Projektziele wurden in drei Schritten erreicht, in denen Biokomposit Material, Halbzeuge und architektonische Endprodukte entwickelt und getestet wurden. Zuerst wurden die Rezepturen der Biokompositmaterialien mit maximalem Anteil an zerkleinerten Weizenstrohfasern definiert und extrudiert. Proben des extrudierten Materials wurden mechanischen Tests unterzogen, um ihre mechanischen Eigenschaften zu bestimmen. In der zweiten Phase wurden die besten Rezepturen, die auf biobasiertem HDPE und pulverförmiger HDPE Matrix basierten, für die experimentelle Extrusion von Halbzeuge verwendet. Es wurden verschiedene Profilgeometrien getestet, die von Fensterprofilen bis hin zu großen flachen Platten reichten. Die Extrusionsparameter wie Temperatur und Geschwindigkeit und Geometrien der Profile wie die Mindestwanddicke wurden angepasst. Die Phase endete mit der Extrusion großer Mengen von Halbzeuge, die getestet und mit PVC Produkten verglichen wurden. In der 3. Phase wurden aus extrudierten Halbzeuge zwei 1:1-Mock-ups gebaut. Aus den Fensterprofilen wurde ein voll funktionsfähiges 1:1 Fenstermodell gebaut, das mit Scharnieren und Schlössern ausgestattet war, die bei Standardfenstern verwendet werden. Fassadenplatten wurden strukturell in Form von gebogenen Biokomposit-Sandwichpaneelen für die Realisierung eines 1:1 Biokomposit-Schalenbausystems eingesetzt, um das breite Anwendungsspektrum darzustellen. Die Folgerung des Projektes ist, dass extrudierte Biokompositprofile, das Potenzial haben, herkömmliche Produkte auf Naturfaserbasis wie MDF, HDF, OSB Platten sowie PVC Fensterprofile zu ersetzen. Ihre mechanischen Eigenschaften und ihre leichte Bearbeitbarkeit erfordern keine wesentlichen Änderungen in den Produktionsketten von Architekturprodukten wie Fenster- , Türrahmen und Fassadenplatten. Zusätzlich die einstellbaren elastischen Eigenschaften der Profilen, die in der Phase der Materialzusammensetzung kontrolliert werden können, bieten neue Gestaltungsmöglichkeiten an. | Hanaa Dahy Tel.: +49 711 685-83274 hanaa.dahy@itke.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart - Fakultät 1 Architektur und Stadtplanung - Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen Keplerstr. 11 70174 Stuttgart | X |
| 01.12.2017 | 31.10.2020 | 22022217 | Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 4: Entwicklung der Regeltechnik - Akronym: EleiK-Phase-II | Die Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur. | In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt. | Dipl.-Ing. Frank Wiedmann Tel.: +49 3681 86730-0 frank.wiedmann@zila.de ZILA GmbH Hollandsmühle 1 98544 Zella-Mehlis | X |
| 01.03.2019 | 31.08.2022 | 22022317 | Verbundvorhaben: Entwicklung neuer thermo-mechanisch modifizierter Holzsubstrate aus einheimischen Hölzern zur witterungsbeständigen Pulverlackbeschichtung; Teilvorhaben 1: Witterungsbeständige Pulverbeschichtungen auf Holz - Akronym: modPulverholz | Im Verbundvorhaben "Entwicklung neuer thermo-mechanisch modifizierter Holzsubstrate aus einheimischen Hölzern zur witterungsbeständigen Pulverlackbeschichtung" wurden in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner TU Dresden neue Holzsubstrate mit reduziertem Porenvolumen entwickelt und dafür geeignete Pulverlackbeschichtungen evaluiert. Ziel des Teilvorhabens des IHD war die Entwicklung der Pulverlackbeschichtungen für einen Einsatz im Außenbereich. Dazu wurden zunächst potenziell geeignete Niedertemperatur- (NT-) und UV-Pulverlacke ausgewählt und auf verschiedenen Referenzsubstraten eine mögliche Eignung zur Applikation und Haftung für die neu zu entwickelnden Holzsubstrate abgeschätzt. Verglichen wurden diese Ergebnisse mit Flüssiglackbeschichtungen, die als witterungsbeständig verfügbar waren. Von diesen Ergebnissen ausgehend erfolgte die Auswahl der einzusetzenden Pulverlacke auf den neuen verdichteten Holzsubstraten. Die Pulverlackapplikation, das Einbrennen bzw. Vernetzen (thermisch oder UV- / Elektronenstrahlen) fand in mehreren optimierenden Schritten statt, wobei stets das vorliegende Substrat und dessen Eigenschaften mit in die Bewertung der Beschichtungsqualität einbezogen wurde. In den abschließenden Industrieversuchen applizierten die Industriepartner die Pulverlacke auf die neuen Holzsubstrate mit Kenntnis der im Labor ermittelten technischen und technologischen Parameter. Die so beschichteten neuen Holzsubstrate wurden auf ihre Eignung im Außenbereich untersucht. Außerdem fand die Bewertung der Ausbesserbarkeit beschädigter Pulverlackschichten statt. | Die als Primer verwendete ionische Flüssigkeit EMID W reduzierte zuverlässig den Oberflächenwiderstand und lieferte diesbezüglich die besten Voraussetzungen für einen anschließenden Pulverlackauftrag. Eine Pulverlack-Primerschicht erwies sich jedoch für den nachfolgenden Decklack in Hinblick auf die gesamte Schichtperformance verglichen mit einem Leitfähigkeitsprimer als besser. Die um 20% verdichteten Holzpaneele wurden mit 1K-PUR- oder PF-Klebstoff verklebt. Diese Klebstoffe reagierten nicht negativ auf die thermischen Prozessstufen bei der Pulverlackbeschichtung. Der NT-Pulverlack mit Primer- und Decklack führte zur ausreichenden Abdeckung der Klebefugen. Der 2-fache Auftrag des NT-Pulverlackes sowie der Einsatz der Gegenelektrode bei dessen Applikation reduzierten die Anzahl sichtbarer Mikroblasen. Bei einem 2-schichtigen Auftrag sollte die erste Schicht zunächst nur geschmolzen und nach Applikation der Deckschicht der Gesamtaufbau durchgehärtet werden. Die Elektronenstrahlen-Vernetzung lieferte bessere Beschichtungsqualitäten als die UV-Vernetzung. Die geringere Erwärmung schien vorteilhaft. Im Industrieversuch ließ sich der NT-Pulverlack mit speziellem Primer mit den besten Ergebnissen applizieren. Der Prozess der Verdichtung und vor allem das anschließende Konfektionieren und Verkleben einzelner Paneele führt zu Schwankungen des Porenvolumens an der zu beschichtenden Oberfläche. Daraus resultieren letztlich Defizite in der Beschichtungsqualität, die mit Material- und technologischem Aufwand beherrscht werden können. UV-vernetzbare Pulverlacke lassen sich mit Elektronenstrahlen sehr gut durchhärten. Für Außenanwendungen sind aktuell jedoch eher NT-Pulverlacke als strahlenvernetzbare Pulverlacke geeignet. Für eine praxistaugliche Anwendung der neuen Holzsubstrate sind die Quell- und Schwindprozesse und die mechanische Beständigkeit der Beschichtungen weiter zu verbessern. | Dipl.-Ing. Petra Schulz Tel.: +49 351 4662-316 petra.schulz@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.08.2017 | 31.12.2020 | 22022616 | Verbundvorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Biobasierte Polyurethan Verstärkungslamelle mit Cellulosefasern für Holzkonstruktionen; Teilvorhaben 1: Modifizierung der biobasierten Polymermatrix - Akronym: PULaCell | Die Holzkonstruktionsbauweise erlebt seit einigen Jahren einen starken Zuwachs, insbesondere auch in Deutschland. Gesamtziel des Vorhabens PULaCell war die erstmalige biobasierte Lösung einer Verstärkungslamelle für Holzkonstruktionen, welche die in der Außenanwendung im Baubereich notwendigen Funktionalitäten Bewitterungsstabilität und Flammschutz bereits intrinsisch beinhaltet und mechanisch die notwendigen Zugkräfte aufnehmen kann. Dazu kombinierte PULaCell die hervorragenden Eigenschaften eines neuentwickelten biobasierten PU-Harzes mit hochfesten Celluloseregeneratfasern bzw. Hybridfasern im kontinuierlichen Pultrusionsverfahren und zeigte die Verarbeitbarkeit der Materialien und die Stabilität des Verfahrens im 24 h Produktionsbetrieb auf einer industriellen Anlage. Zur Erreichung der Ziele wurde an folgenden Entwicklungsgebieten gearbeitet: • Großtechnische Verarbeitung biobasierter Polyisocyanate: Unter anderem musste hier eine passende Verarbeitungsviskosität für die homogene Vermischung und sowie eine Kompatibilität der einzelnen Harzsystembestandteile sichergestellt werden. Des Weiteren musste die Reaktivität des Harzsystemes eine ausreichende Verarbeitungszeit sicherstellen. • Biobasierte Faser und vollständige Imprägnierung: Die Herausforderung bestand in der Entwicklung einer hochfesten biobasierten Faser und seiner Schlichte, welche sich bei der idealen Verarbeitungsviskosität möglichst vollständig imprägnieren lässt, um eine höchstmögliche Kraftübertragung zu gewährleisten. • Industrielle Pultrudatherstellung: Die Arbeiten in den Entwicklungsarbeitspaketen wurden anschließend auf ihre Industrietauglichkeit an einer industriellen Anlage überprüft. Der Prozess wurde einer Ökobilanzierung und einer Wirtschaftlichkeitsrechnung unterzogen. Erste Anwendungen wurden erprobt. | Andreas Hecking Tel.: +49 214 6009-2738 andreas.hecking@covestro.com Covestro Deutschland AG - COV-CAS-R&D Kaiser-Wilhelm-Allee 60 51373 Leverkusen | X | |
| 01.08.2018 | 31.07.2021 | 22023017 | Verbundvorhaben: Hybrid-Leichtbauträger für weitgespannte Hallentragwerke; Teilvorhaben 1: Theoretische und experimentelle Betrachtungen - Akronym: HLBTraeger | Für weitgespannte Hallentragwerke werden derzeit oft Stahl- und Stahlbetonträger oder sehr materialintensive Brettschichtholzträger eingesetzt. Vor dem Hintergrund von sich abzeichnender künftiger Ressourcenknappheit sowie im Bauwesen dringend zu adressierenden Nachhaltigkeitsaspekten erscheint es notwendig, zum aktuellen Status-quo zukunftsfähige Alternativen aufzuzeigen. Ziel des Vorhabens war es daher, die derzeitigen konstruktiven Lösungen für weitgespannte Hallentragwerke durch eine neu zu entwickelnde hybride Leichtbaulösung auf Holzbasis zu verbessern. Es wurde der Ansatz verfolgt, eine neuartige aufgelöste Tragstruktur aus Holz und Stahl zu entwickeln, die die bestehenden Nachteile bisheriger Tragstrukturen beseitigt. Grundgedanke war ein Leichtbauträger aus laubholzbasierten Ober- und Untergurten sowie auf Abstand liegenden, in die Holzgurte eingeklebte Nadelholzstege bzw. eingeklebte stabförmige Diagonalen. Für die einfachere innerbetriebliche Logistik sowie den Transport zur Baustelle wurde eine Verringerung der Transportlänge durch einen Montage-Kopplungsstoß bei der Konzeption vorausgesetzt. Um die eingangs erwähnten Nachhaltigkeitsaspekte adäquat zu adressieren, war im Rahmen des Vorhabens von vornherein beabsichtigt, neben technisch-konstruktiven Anforderungen auch Aspekte der Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz bei der Entwicklung einzubeziehen. Das Gesamtziel des Vorhabens implizierte somit, dass die untersuchte Tragstruktur Teil eines lebenszyklusbasierten Systems ist, das neben dem Produkt Hybrid-Leichtbauträger als solchem auch die notwendigen Prozesse für Herstellung, Montage und spätere Nachnutzung umfasst. Für eine wirtschaftliche Herstellung und somit Konkurrenzfähigkeit zu den oben genannten derzeit oft eingesetzten Tragwerken war zusätzlich ein besonderes Augenmerk auf die Prozesstechnik und die Prozessabläufe zur industriellen Serienfertigung zu richten. | Projektergebnis nach iterativen Schritten zur Entwicklung des Hybrid-Leichtbauträgers ist das Design der hybriden Tragstruktur "HLB 41z". Der Träger HLB 41z ist ein aufgelöstes Tragwerk aus jeweils zweiteiligen Ober- und Untergurten (Buche-Furnierschichtholz), zwischen die jeweils Diagonalen (Fichte-Brettschichtholz) geklebt sind. Nach eingehenden Tests verschiedener Fügeverfahren wurde für die Knotenpunkte der aufgelösten Tragstruktur die direkte Holz-Holz-Verklebung favorisiert und weiter untersucht. Hier konnten in kleinmaßstäblichen Scherversuchen gute Ergebnisse erzielt werden. Die Tragwerksplanung wurde anschließend mit numerischen Simulationsverfahren berechnet und simuliert. Der Hybrid-Leichtbauträger stellt ein Dachtragwerk in Satteldachform dar, welches aus parallelgurtigen Trägerhälften besteht. Diese werden über eine abgewinkelte Kopplung in Trägermitte verbunden. Hierzu konnte ein leistungsfähiger Kopplungsstoß als Stahlbauteil mit Stabdübelverbindung entwickelt werden. Auf konzeptueller Ebene wurden umfangreiche Arbeiten zum industriellen Serienfertigungsprozess des Trägers bis hin zum Entwurf eines Fabriklayouts durchgeführt. Ein Konzept für die spätere Nachnutzung des Trägers wurde ebenfalls erarbeitet. Sofern der Träger nicht in eine direkte Wiederverwendung (re-use) gegeben werden kann, ist die Holz-Holz-Verklebung ohne metallische Verbindungsmittel auch für die Nachnutzung vorteilhaft. Projektbegleitend wurden in mehreren Iterationsschritten umfangreiche Ökobilanzen nach DIN EN 15804 angefertigt. Zur Validierung der bisherigen Erkenntnisse wurden Versuche an Trägerabschnitten im Maßstab 1:1 durchgeführt, bei denen die übertragbaren Kräfte allerdings noch nicht ausreichend waren für den praktischen Einsatz des Trägers. Dennoch konnte basierend auf den erzielten Erkenntnissen ein 16 m langer Demonstrator (zwei Trägerhälften zu je 8 m) mit dem entwickelten Kopplungsstoß erstellt werden, an dem der Herstellungsprozess demonstriert werden konnte. | Dipl.-Ing. Oliver Bletz-Mühldorfer Tel.: +49 611 9495-1518 oliver.bletz-muehldorfer@hs-rm.de Hochschule RheinMain - Fachbereich Architektur und Bauingenieurwesen - Holzbaulabor Kurt-Schumacher-Ring 18 65197 Wiesbaden | X |
| 01.04.2016 | 31.12.2018 | 22023214 | Marktpotenziale von Laubholzprodukten aus technisch-wirtschaftlicher und marktstruktureller Sicht - Akronym: LaubholzProduktMarkt | Das Vorhaben ermittelt zukünftige (2030) Marktpotenziale von Produkten aus Laubholz (LH), identifiziert Produktbereiche in denen LH gegenüber Nadelholz (NH) konkurrenzfähig ist oder ergänzen kann. Die Herausforderung, zukünftig mehr LH und weniger NH stofflich einzusetzen, liegt in technischen (Material- und Produkteigenschaften) und wirtschaftlichen (Beschaffungspreise und Prozesskosten) Aspekten sowie in der Marktakzeptanz. Auch werden Marktbereiche erfasst, in denen Holzprodukte bisher wenig vertreten waren, die im Sinne des Nachhaltigen Bauens aber Potenziale versprechen. Die Untersuchungen werden in acht Arbeitspaketen (AP) durchgeführt. Fünf AP beschäftigen sich mit Produktgruppen wie folgt: (a) Holzwerkstoffe für Bau- und Nichtbau-Bereiche, (b) Stab- und plattenförmige Vollholzprodukte für das Bauwesen, (c) Vollholzprodukte für nicht-konstruktive Zwecke und Möbel, (d) Verpackung und Transport, (e) Neuere Produkte (z.B. WPC, Polymerholz). Die Informationen und herausgearbeiteten Ergebnisse zu technischen (Material- und Produkteigenschaften, Normen), wirtschaftlichen (Material- und Prozesskosten) und marktstrategischen (z.B. Ersatz von NH-Produkten, neue Verwendungsbereiche, Marketing) Aspekten werden auf Basis der Literatur, eigenen Erfahrungen und Befragungen von Experten gesammelt, analysiert und in Expertengruppen diskutiert. Ergänzt werden die Analysen zu den Produkten und Prozessen durch Betrachtung des zukünftigen LH-Holzaufkommens (BWI 2012 und andere Inventuren/Analysen), unterschieden nach Holzarten, Stammdimensionen und Qualitäten. Diese Informationen werden vor allem auf die Produktionsprozesse abgebildet. Das Forschungsergebnis sind Informationen zur zukünftigen Marktfähigkeit von LH-Produkten getrennt nach Produktgruppen. | Dr. Marcus Knauf Tel.: +49 521 8973-697 mknauf@knauf-consulting.de Knauf Consulting – Prof. Dr. Helen Knauf und Dr. Marcus Knauf GbR Dorotheenstr. 7 33615 Bielefeld | X | |
| 15.02.2019 | 31.12.2022 | 22023318 | Verbundvorhaben: Zwischendeckensanierung in Altbauten durch mosaikartig geklebte, modulare Holz oder Holz-Beton-Verbünde; Teilvorhaben 2: Holz-Werkstofftechnische Aspekte der Module - Akronym: Decken-Systemmodule | Viele Wohnungsaltbauten weisen häufig sehr massive Außenwände, jedoch nur gering tragfähige Zwischendecken auf. Bei der Sanierung solcher Zwischendecken mit voller Grundriss-Spannweite ist die Zugänglichkeit durch Türen, Tore oder Fenster für viele größere Formate (z. B. lange Träger) oft eingeschränkt oder sogar unmöglich. Ein neuer Ansatz zum Austausch der alten Zwischendecke durch eine moderne tragfähige Decke analog einer vorgefertigten Fertighaus-Decke (Großtafel in Holz-bauweise) stellt die modular aufgebaute Zwischendecke aus Kleintafeln in Holzbau-weise dar. Diese bestehen wie die Großtafeln hauptsächlich aus Konstruktionsvollholz und Holzwerkstoffplatten und haben Möbelabmessungen, um die vorhandenen Zugangswege in das Gebäude zu nutzen. Zur thermischen Isolierung und Verbesserung des Schallschutzes werden neuartige Holzwerkstoffe aus 100 % Holz (Holzschaum) und für den Trittschallschutz relativ dünne faserverstärkte Textilbetonplatten integriert. Für eine sichere und steife Verbindung der Module werden Fügetechniken aus dem Holzbau mit neuartigen Schnellklebtechniken mit elektrisch beheizbarer Klebfuge kombiniert, um einen schnellen Baufortschritt zu ermöglichen. Das Fraunhofer WKI wird in diesem Projekt die Holz-Werkstofftechnischen Aspekte der Module betrachten und die Expertise in Hinblick auf Herstellung und Prüfung von Holzwerkstoffen mit einbringen. Kern dieses Projektes soll ebenfalls die Verwendung des Holzschaums als neuartiges Dämmmaterial sein. Aufgrund der hohen Schallabsorption des Holzschaums können die Module gleichzeitig als Akustikplatten eingesetzt werden, um den Raumklang zu verbessern. Zusätzlich bietet der Holzschaum die Möglichkeit eines einfachen Recyclings und unkomplizierten Rückbaus am Ende der Gebäudenutzung. Das WKI wird sowohl bei der Auslegung der Module, dem Aufbau der Kassenrahmen und der Decken- und Bodenvarianten mitarbeiten. | Das WKI hat die Holz-Werkstofftechnischen Aspekte der Module betrachtet und gemeinsam mit dem Konsortium die Grundlegende Ausrichtung des Deckenmoduls, die Auslegung des Rahmens, sowie der Deckenplatte ein Anforderungsprofil erstellt. Weiterhin wurde Material in Form von OSB-Platten hergestellt und für konstituierende Versuche im Konsortium zur Verfügung gestellt. Weiterhin war das WKI bei der grundlegenden Auswahl der Holzwerkstoffe und der Auslegung des Rahmens beteiligt gewesen und hat einen Prototypenrahmen aus KVH am Institut hergestellt. Dieser wurde in darauffolgenden Arbeitsschritten zu einem Demonstrator umgebaut. Dafür wurden leichte, formaldehydfreie OSB- und Spanplatten aus Laub (Buche) und Nadelholz (Fichte) mittels pMDI hergestellt, mechanisch/hygrisch geprüft und auf ihre Anwendung als Deckenplatte bewertet. Zusätzlich wurden Akustikplatten aus Holzschaum entwickelt. Für die Anwendung als Dämmstoff im Deckenmodul wurden Holzschäume aus Laub- und Nadelholz hergestellt. Dabei wurde sowohl die Dicke des Schaumes ausgelegt, als auch mechanische, thermische, hygrische und Schallabsorptionsmessungen durchgeführt. Übergreifend mit dem AP 3 und AP 4 wurde der Einsatz von Holzschaum als Akustik- und Trittschallplatte bewertet. Es stellte sich heraus, dass bereits eine 30 mm starke Holzschaumplatte die nötigen Anforderungen an Schallabsorption und Wärmedämmung erfüllt. Im Konsortium wurden verschiedene Holzschäume zur Fügung mit (Textil)beton zur Verfügung gestellt, um das Fügen von Beton und Holzschaum zur Bodenplatte zu untersuchen. Am WKI wurden anschließend die Holz-Werkstofftechnischen Aspekte der Unterplatten zum Aufnehmen der Fußbodenheizung betrachtet und bewertet. Zusätzlich wurden am WKI OSB-Platten und Holzschäume hergestellt, eingefräst und die Fußbodenheizung integriert. Am Ende des Projektes entstand ein vollständiger Demonstrator eines Deckensystemmoduls in der Größe (62,5 x 62,5 cm2). | Steffen Sydow Tel.: +49 531 2155-282 steffen.sydow@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.08.2017 | 31.07.2019 | 22023516 | Vorhaben (FSP-biob. Kunststoffe): Isolationsmaterialien zur Gebäudedämmung aus biogenen Reststoffen mit kugelförmig-poröser Struktur und brandhemmender Bioharz-Matrix - Akronym: OrganoPor | Zielsetzung des Vorhabens ist die erstmalige Realisierung von Wärmedämmverbundsystemen (WDVS) und Trittschalldämmplatten aus porigen, selbsttragenden und flammgeschützten Hybridmaterialien basierend auf nachwachsenden Natur-Reststoffen. In ihren Eigenschaften sind diese OrganoPor-Materialien mit der neuesten Generation flammgeschützter Polystyrolschaum-Hybridplatten und -paneelen vergleichbar – bestehen jedoch aus porösen Kügelchen aus Natur- und Natur-Reststoffen. Das Prinzip beruht auf modernsten nicht brennbaren Polystyrolschaum-Hybridmaterialien. Dabei sind Schaumkugeln in einem flammwidrig ausgerüsteten Duroplastgerüst eingebettet. Dieses Prinzip wird auf nachwachsende Rohstoffe übertragen und den Besonderheiten der neu zu entwickelnden Biohybridmaterialien angepasst. Als poröse Naturstoffe kommen insbesondere Reststoffe aus der Papier- und Holzindustrie zum Einsatz. Zudem werden neue Harze entwickelt, die ebenfalls aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen. | Im Projekt OrganoPor wurden neuartige, nachhaltige Fassadendämmstoffe aus Rest- und Abfallstoffen der Land- und Forstwirtschaft entwickelt, die gegenüber vergleichbaren Materialien als Plattenware verfügbar sind und ein reduziertes Brandverhalten aufweisen. Im Zuge der durchgeführten Arbeiten wurde im Vergleich zu Wärmedämmverbundsystemen auf Basis von Polystyrolschaum eine Lösung auf biobasierter Grundlage entwickelt. Dabei wurden porige, selbsttragende und flammgeschützte Hybridmaterialien aus nachwachsenden Rest- und Abfallstoffen wie bspw. Kork- oder Maiskolbenschrot, wasserbasierten Harzen auf Basis von Lignin und mineralischen Füllstoffen (Flammschutzmittel) hergestellt. Die porösen Partikel wurden mit einem biobasierten Duromer inklusive mineralischem Flammschutzmittel beschichtet und zu Platten verpresst. Dieses Hybridmaterial verhält sich im Brandfall analog zum Polystyrolschaum-basierten Hybridmaterial: Das nichtbrennbare Duromergerüst schützt das darin eingebettete geschäumte Biomaterial vor Feuer. Es wurden Bauteildichten von 120 kg/m³ und Wärmeleitfähigkeiten von 40 mW/m K erreicht. Zusätzlich wurde die generelle Anwendbarkeit in verschiedenen Untersuchungen, z.B. zur Wasseraufnahme und Haftzugfestigkeit dargelegt. Die entwickelten OrganoPor-Dämmstoffe bieten einen umweltfreundlichen, biobasierten und flammgeschützten Dämmstoff, welcher aufgrund seiner strukturellen und verarbeitungstechnischen Parallelen zu Polystyrolschaum-Hybridmaterialien besonders wirtschaftlich hergestellt werden kann. Hinzu kommt die wirtschaftliche Verfügbarkeit der Ausgangsmaterialien am Markt, da Rest- und Abfallstoffe verwendet werden. Aus diesen Gründen haben die OrganoPor-Dämmstoffe große Chancen, sich am Massenmarkt der Bauindustrie/Gebäudesanierung zu etablieren. | Dr.-Ing. Roland Klein Tel.: +49 6151 705-8611 roland.klein@lbf.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) Bartningstr. 47 64289 Darmstadt | X |
| 01.09.2017 | 28.02.2019 | 22024316 | Verbundvorhaben: 3D-Druck von holzbasiertem Stützmaterial zur Integration in generative Betonfertigungsverfahren; Teilvorhaben 1: Materialentwicklung - Akronym: BioConSupport | Die Technologie der generativen Fertigung mit Beton wurde weltweit so weit entwickelt, dass erste Bauwerkskomponenten für bauliche Anwendungen gedruckt werden konnten. Bisher liegt keine technisch befriedigende Lösung für den 3D-Druck geneigter, auskragender oder horizontal freitragender Elementen vor. Das Vorhaben zielt auf die Entwicklung einer Rezeptur und eines Austragsverfahrens für ein Stützmaterial ab, welches den Beton-3D-Druck derartiger Strukturen ermöglicht, indem es die Drucklasten des noch nicht erhärteten Betons aufnimmt. Außerdem muss das Material lagerfähig, mit in zum Betondruck passender Technologie förder-, austrag- und aushärtbar, preisgünstig, einfach entfernbar, möglichst wiederverwendbar und umweltfreundlich sein. Als Lösungsansatz wird ein Materialverbund aus Holzpartikeln und einer biobasierten Matrix auf Stärke-Basis mit Additiven entwickelt und in zwei verschiedenen Prozessrouten untersucht. Dabei werden die mechanischen & rheologischen Eigenschaften sowie die Wechselwirkungen mit Beton bewertet und hinsichtlich der Anforderungen optimiert. Es werden zudem verschiedene Ansätze zu Förderung, Austragung und Aushärtung des Materials in Zusammenspiel mit einem Beton-3D-Druck-Verfahren analysiert, verglichen und bewertet. | Dr. Detlef Krug Tel.: +49 351 4662-342 detlef.krug@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.02.2019 | 30.06.2022 | 22024618 | Verbundvorhaben: Entwicklung eines multifunktionalen Klebstoffsystems zur Abbildung von Schadensszenarien in Holztragwerken; Teilvorhaben 2: Entwicklung einer Klebstoffformulierung mit sensorischer Funktionalität - Akronym: SmartTimbA | Das Verbundprojekt SmartTimbA (Smart Timber Adhesives) befasste sich mit der Entwicklung eines multifunktionellen Holzklebstoffsystems. Dessen vernetzte Klebstofffuge in Holztragwerken soll nicht nur fügende, sondern auch messtechnische Aufgaben übernehmen. Damit soll die in anderen Baubereichen bereits übliche Technik der Langzeitüberwachung für Holztragwerke weiter erschlossen werden. Vorteile dieses Ansatzes bestehen darin, dass (1) der Sensor in die Struktur integriert wird und (2) die Sensorintegration bereits in der Fertigung eingesetzt werden kann und nicht als zusätzlich einzufügender diskreter Sensor, wie aktuell im Structural Health Monitoring (SHM) üblich. Das Vorhaben wurde als Kooperationsprojekt zwischen der Hochschule für nachhaltige Entwicklung in Eberswalde (HNEE) und der Westfälischen Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen (WHS) realisiert. Im Rahmen des Teilvorhabens waren an der WHS die Basis-Klebstoffformulierungen sowie die eingebrachten Füllstoffe hinsichtlich ihrer (di)elektrischen Eigenschaften zu bewerten und die notwendigen Modifizierungen zur Einarbeitung in die 1K-PUR Klebstoffe durchzuführen sowie deren rheologische Eigenschaften zu bestimmen. | Der hergestellte Klebstoff erfüllt die gewünschten ökonomischen Ziele des Vorhabens. Die Fertigung lässt sich in bestehende Industrieprozesse integrieren. Füllstoff und Klebstoff sind mit Blick auf die Produktionskosten gut gewählt. Das entstehende Produkt würde im mittelpreisigen Segment der Funktionsklebstoffe liegen. Mit der Fertigung größerer Mengen könnte seitens der Industrie nach einer kurzen Zulieferungsaquise unmittelbar mit der Produktion begonnen werden. Darüber hinaus erzielt der Klebstoff im Verbund mit Holz gute mechanische Kennwerte. Mit Blick auf die Optik der Klebung kann die Penetration des Holzes durch Vorbehandlung mit einem Primer unterbunden werden. Die schwarze Klebefuge bleibt jedoch – je nach Anwendungsfall – weiterhin sichtbar. Betrachtet man die erzielten Ergebnisse zur Piezoresistivität an BSH-Balkenträgern mit Keilzinkenverbindung kritisch, wird klar, dass ohne eine nachgelagerte Projektarbeit zur weiteren Untersuchung der praktischen Anwendung, ein sinnvoller Einsatz des Klebstoffes im Holzbau schwer umzusetzen ist. Dies liegt vor Allem an der Standardabweichung der Impedanzmessung, welche vermutlich vom großen Maßstab herrührt. Demnach bleibt fraglich, ob eine Marktakzeptanz in der Holzindustrie ohne weiteres Vorhaben zur Klärung der praktischen Umsetzung zu erreichen ist. Darüber hinaus gibt es in der Holzindustrie kein Konkurrenzprodukt und keine Konkurrenztechnologie. Es konnte gezeigt werden, dass der hergestellte Klebstoff als freistehende Klebstoffschicht die gewünschte Sensorik zeigt und als Sensor fungieren kann. Um den Klebstoff sinnvoll einzusetzen, müsste man je nach Anwendungsfall mit einer Relativmessung arbeiten, um die Änderung des Systems ausgehend von einem Basiswert darstellen zu können. Wie dieser entsprechende Anwendungsfall aussehen könnte, müsste im Einzelfall untersucht werden. | Prof. Dr. Klaus-Uwe Koch Tel.: +49 2361 915-456 klaus-uwe.koch@w-hs.de Westfälische Hochschule Gelsenkirchen Bocholt Recklinghausen Neidenburger Str. 43 45897 Gelsenkirchen | X |
| 01.10.2015 | 28.02.2019 | 22025814 | Verbundvorhaben (FSP-Klebstoffe): Transglutaminase-quervernetzte Proteine als Bindemittel für Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 1: Enzymoptimierung - Akronym: TGProHol | Thema des geplanten Projektes ist die weitere Optimierung und Anwendung proteinbasierender Materialien zur Verwendung als Bindemittel zur Herstellung von Holzwerkstoffen. Im Rahmen des antragsgemäßen Projektes sollen die grundlegenden Forschungsergebnisse, die in einem Vorgängerprojekt erarbeitet wurden, konsequent in neue Verfahren und Produkte umgesetzt werden. Außerdem sollen offene Fragen geklärt und das Bindemittel weiter optimiert werden. Das antragsgemäße Projekt soll die gesamte Wertschöpfungskette von den Rohstoffen über die Material- und Verfahrensentwicklung bis hin zu Produkten abbilden. Außerdem soll untersucht werden, ob das Bindemittel entfernt und die Füllstoffe rezykliert werden können. Im Rahmen des Projektes mit der FKZ 22021807 wurde gezeigt, dass enzymatisch quervernetzte Proteine als Bindemittel im Formsandbau und zur Herstellung von Holzspanplatten geeignet sind. Als Enzym wurde das proteinquervernetzende Enzym Transglutaminase verwendet und optimiert. Damit wurden die Grundlagen für einen Ersatz konventioneller Bindemittel, die z. B. aus Harnstoff-Formaldehydharzen bestehen, gelegt. Im antragsgemäßen Verbundprojekt arbeiten zwei Partner zusammen: Teilprojekt A: Optimierung der protein-quervernetzenden Transglutaminase (Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Prof. Dr. Markus Pietzsch) Teilprojekt B: Verfahrensentwicklung neuer Pressverfahren unter Verwendung proteinogener Rohstoffe und der enzymatischen Quervernetzung (Institut für Holztechnologie Dresden gGmbH, Dr. Krug) | Ziel des Projektes war die Weiterentwicklung eines alternativen Prozess zur Herstellung von Spanplatten unter Nutzung eines vollständig auf Proteinbasis generierten Zwei-Komponenten Bindemittels. Eine Komponente stellt eine kommerziell verfügbare Proteinpräparation und die andere Komponente ein Enzym, wie z. B. die mikrobielle Transglutaminase (mTG) dar. Diese dient als Substituent für Formaldehyd zur Ausbildung von kovalenten Bindungen zwischen den Proteinmonomeren. Im Rahmen des Vorgängerprojektes mit der FKZ 22021807 konnte bereits gezeigt werden, dass enzymatisch quervernetzte Proteine als Bindemittel im Formsandbau zu einer Verbesserung des Produktes hinsichtlich der Festigkeit führen können. Vor der Spanplattenherstellung erfolgten Versuche zur Ermittlung der Löslichkeit und Viskosität der Proteinlösungen. Im Rahmen des Projektes wurden Spanplatten mit verschiedenen Proteinen hergestellt. Allerdings erwies sich das Enzym als temperaturempfindlich und die Applikation sollte optimiert werden. Weiterer Projektgegenstand war die Entwicklung neuer Enzyme mit höherer Temperaturbeständigkeit, diese sollte auch bei der Spanplattenherstellung nachgewiesen werden. Neben Casein kam vorzugsweise Erbsenprotein als gut verfügbarerer und kostengünstigerer Rohstoff zur Anwendung. | Prof. Dr. Markus Pietzsch Tel.: +49 345 55-25949 markus.pietzsch@pharmazie.uni-halle.de Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg - Naturwissenschaftliche Fakultät I - Institut für Pharmazie - AG Aufarbeitung biotechnischer Produkte Weinbergweg 22 06120 Halle (Saale) | X |
| 01.09.2017 | 31.08.2019 | 22026116 | Verbundvorhaben: Entwicklung von neuen Bindemitteln sowie Farben und Lacke auf der Grundlage von vergilbungsarmen Leinöl; Teilvorhaben 1: Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung von vergilbungsarmen Leinöl - Akronym: Farben | Ziel des Forschungsvorhabens ist es, ein Verfahren zur Behandlung von Leinöl zu entwickeln, das es ermöglicht, vergilbungsarmes Leinöl herzustellen. Auf der Grundlage des vergilbungsarmen Leinöls sind Rezepturen für Bindemittel zu entwickeln und daraus wiederum Rezepturen für neue vergilbungsarme Lacke und Farben ausführliche Beschreibung: siehe Anhang | Im Teilvorhaben 1 des Verbundvorhabens mit der Firma Biopin GmbH erfolgte durch PPM die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines vergilbungsarmen Leinöles. Hierzu wurden Untersuchungen zur Analytik und Quantifizierung der Vergilbung von Leinöl (roh) durchgeführt, um nachzuweisen, dass durch eine Behandlung des Öles mit einem Adsorptionsmittel Änderungen hinsichtlich der Vergilbung möglich sind. Der Nachweis wurde durch Messung von DELTA-E-Werten über eine Lagerzeit von 28 Tagen quantifiziert. Es wurden Versuche nach statistischer Versuchsplanung, Laborversuche sowie Versuche im Technikumsmaßstab durchgeführt. Die Laborversuche konnten mit dem Adsorptionsmittel Magnesol erfolgreich abgeschlossen werden. Die guten Laborergebnisse ließen sich hinsichtlich der gemessenen DELTA-E Werte bei der Überführung in den Technikumsmaßstab leider nicht bestätigen. Die Verwertbarkeit des entwickelten Verfahrens zur Behandlung von Leinöl mit dem Ziel der Reduzierung der Dunkelvergilbung des Öles ist damit nur mit Einschränkungen gegeben. Neben der Behandlung des Leinöles ist auch die weitere Verarbeitung zum Bindemittel und anschließende Einarbeitung in die Farbrezeptur zu betrachten. Bei den durchgeführten Laborversuchen bei der Bewertung der gemessenen DELTA-E-Werte wurde festgestellt, dass die Zugabe von Sikkativen einen entscheidenden Einfluss auf die Dunkelvergilbung besitzt. Dadurch sind die Effekte des entwickelten Verfahrens bezüglich der Reduzierung der Dunkelvergilbung nur marginal nachweisbar und werden durch die Zugabe der notwendigen Zuschlagstoffe im Bindemittel stark überlagert. Betrachtet man die Verfahrensentwicklung der Ölbehandlung getrennt von den Wirkungen der nachfolgenden Bearbeitungsschritte bis zur Farbe, könnte man mit dem Verfahren technisch erfolgreich sein. Mit der durchgeführten Abschätzung der Verfahrenskosten könnte man bei einer Anlagenkapazität von mind. 700 t/Jahr geschätzte Verfahrenskosten von ca. 905 €/t erreichen. | Dr. Gunther Fleck Tel.: +49 391 8189 166 fleck@ppm-magdeburg.de Pilot Pflanzenöltechnologie Magdeburg e.V. (PPM e.V.) Berliner Chaussee 66 39114 Magdeburg | X |
| 01.03.2019 | 31.05.2022 | 22026318 | Verbundvorhaben: Endlosfaden aus Massivholz; Teilvorhaben 2: FLIGNUM – Mikrofügen Mikrotrennen - Akronym: FLIGNUM | Im geplanten Projekt sollen Weidenschienen an ihren beiden Enden (Stirnseiten) verlängernd miteinander fest verbunden werden, so dass ein langer, wickelbarer Streifen entsteht. Dieser soll als Monofil bezeichnet werden, da Monofile quasi endlose Fäden aus nur einem Element mit – für Textilien - relativ großem Durchmesser von > 0,1 mm sind. Es soll möglich sein, unterschiedliche Querschnitte des Monofils herzustellen. Der Herstellungsaufwand des Mo-nofils wird dabei als vielfach geringer eingeschätzt als der von gesponnenen Naturfasern wie Flachs, Hanf oder Sisal, bei denen erst die Faser aus der Pflanze gelöst und dann gesponnen werden muss. Das Monofil wird durch bekannte spanende und fügende holztechnische Verfahren hergestellt, die jedoch auf den extrem kleinen Querschnitt des Monofils angepasst werden müssen. Der fertig hergestellte Endlosfaden soll dann als Halbzeug für die maschinelle Herstellung von unterschiedlichen textilen Flächengebilden zur Verfügung stehen. Die Charakterisierung des Fadens soll im geplanten Vorhaben am Beispiel von Geweben, Geflechten, Gelegen und Wicklungen erfolgen. Die Vorteile von Flächentextilien aus Holz werden in einem besonders günstigen Verhältnis von Gewicht, Festigkeit und Drapierbarkeit sowie der charakteristischen, akzeptierten Holz-OberflächenÄsthetik im Vergleich zu anderen verfügbaren Naturfasern sowie anderen verfügbaren Holzflächen, insbesondere Formsperrholz, erwartet. Aufgrund des im Vergleich zu bekannten Fasern großen Querschnitts des Holzmonofils werden bei der Stapelung und Verklebung von Flä-chentextilien zu Strukturbauteilen wahrscheinlich weniger Schichten benötigt als bei allen anderen verwendeten Fasern, um die gleiche Festigkeit zu erreichen. Durch den textilen Aufbau können über die verwendete Textiltechnik (z.B. Weben) außerdem erstmals direkt Funktionsfasern in eine Holzfläche eingebracht werden. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 01.03.2019 | 31.05.2022 | 22026418 | Verbundvorhaben: Endlosfaden aus Massivholz; Teilvorhaben 3: FLIGNUM – Simulation - Akronym: FLIGNUM | Im geplanten Projekt sollen Weidenschienen an ihren beiden Enden (Stirnseiten) verlängernd miteinander fest verbunden werden, so dass ein langer, wickelbarer Streifen entsteht. Dieser soll als Monofil bezeichnet werden, da Monofile quasi endlose Fäden aus nur einem Element mit – für Textilien - relativ großem Durchmesser von > 0,1 mm sind. Es soll möglich sein, unterschiedliche Querschnitte des Monofils herzustellen. Der Herstellungsaufwand des Mo-nofils wird dabei als vielfach geringer eingeschätzt als der von gesponnenen Naturfasern wie Flachs, Hanf oder Sisal, bei denen erst die Faser aus der Pflanze gelöst und dann gesponnen werden muss. Das Monofil wird durch bekannte spanende und fügende holztechnische Verfahren hergestellt, die jedoch auf den extrem kleinen Querschnitt des Monofils angepasst werden müssen. Der fertig hergestellte Endlosfaden soll dann als Halbzeug für die maschinelle Herstellung von unterschiedlichen textilen Flächengebilden zur Verfügung stehen. Die Charakterisierung des Fadens soll im geplanten Vorhaben am Beispiel von Geweben, Geflechten, Gelegen und Wicklungen erfolgen. Die Vorteile von Flächentextilien aus Holz werden in einem besonders günstigen Verhältnis von Gewicht, Festigkeit und Drapierbarkeit sowie der charakteristischen, akzeptierten Holz-OberflächenÄsthetik im Vergleich zu anderen verfügbaren Naturfasern sowie anderen verfügbaren Holzflächen, insbesondere Formsperrholz, erwartet. Aufgrund des im Vergleich zu bekannten Fasern großen Querschnitts des Holzmonofils werden bei der Stapelung und Verklebung von Flä-chentextilien zu Strukturbauteilen wahrscheinlich weniger Schichten benötigt als bei allen anderen verwendeten Fasern, um die gleiche Festigkeit zu erreichen. Durch den textilen Aufbau können über die verwendete Textiltechnik (z.B. Weben) außerdem erstmals direkt Funktionsfasern in eine Holzfläche eingebracht werden. | Prof. Philipp Eversmann Tel.: +49 561 804-3473 eversmann@asl.uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 6 Architektur, Stadtplanung, Landschaftsplanung - Fachgebiet Experimentelles und digitales Entwerfen und Konstruieren Universitätsplatz 9, ASL 1, Raum 3105 34127 Kassel | ||
| 01.03.2016 | 31.10.2020 | 22026614 | Verbundvorhaben: Serienreife Entwicklung eines beheizbaren Verbundwerkstoffes durch Funktionalisierung einer Bindemittelschicht bei der Fertigung klassischer Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 1: Klebstoffentwicklung - Akronym: EleiK | Die Projektidee des Verbundvorhabens zielte auf die Entwicklung und Erforschung eines innovativen und grundlegend verbesserten Holzwerkstoffes ab. Genauer bestand die Aufgabenstellung in der Integration einer Heizfunktion in einen Lagenholzwerkstoff im Anwendungsbeispiel eines Fertigparkettsystems. Im Gegensatz zu einer klassischen Fußbodenheizung wurde der Ansatz gewählt, die Heizfunktion durch eine elektrisch leitfähige und wärmeabgebende Klebstoffschicht (Basis wässrige Dispersion) unterhalb des Deckfurniers zu generieren. Hierbei war angedacht, den Fertigungsprozess ursprünglicher Paneelen größtmöglich beizubehalten. Dazu zählen Bindemittelauftrag, Komponentenzuschnitt sowie Verpressung und Nachbearbeitung. Ebenso war es das Ziel, die Verlegesystematik weitestgehend zu übernehmen, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender vergleichbar ist. Zur Gewährleistung der elektrischen Sicherheit wurde der Betrieb im Schutzkleinspannungsbereich präferiert. Die elektrische Kontaktierung sollte, ähnlich des Verlegeaufwands, einfach und schnell erfolgen und auch für Privatkunden ohne elektrische Fachausbildung möglich sein. Betriebsmodi sollten intuitiv gestaltet sein, sodass der Endanwender lediglich seine Zielgröße einzustellen hat. Die Sensorik sowie elektrische Regelungstechnik sorgen für den SOLL-IST-Abgleich sowie die mit einhergehenden elektrischen Regelgrößen für die Oberflächentemperatur. | In der Projektlaufzeit wurde eine elektrisch leitfähige wässrige Dispersion entwickelt, bei deren Herstellung untypischer Weise ein Extruder zum Einsatz kam. Dieser Klebstoff wurde für die Herstellung eines Fußbodensystems in Fertigparkettbauweise verwendet. Entsprechende Produktionsparameter wurden unter Verwendung industrieller Fertigungstechnologien eruiert. Der Betrieb des Produktes erfolgte mittels speziell konzipierter Regelungstechnik, welche die IST-Werte (Raumluft- sowie Bodentemperatur, Luftfeuchtigkeit) aufnimmt, zur Regelung der Heizleistung/Oberflächentemperatur verarbeitet und im Schutzkleinspannungsbereich bis 42 V DC in die Paneelfläche einspeist (Haushaltsnorm und Niederspannungsrichtlinie EN 60335-1, EN 60335-2-96). Zur elektrischen Kontaktierung wurde ein System, bestehend aus Aluminiumrohren und Kontaktierungsstiften, entwickelt, wodurch eine Verbindung von Energieversorgung zu Paneele sowie von Paneele zu Paneele gewährleistet ist. Mit Beendigung des Forschungsprojektes liegt ein vollfunktionsfähiger Demonstrator vor, bestehend aus einer beheizbaren Parkettfläche mit den Abmessungen 1,3 m x 1,3 m sowie einem Bedienpult incl. Stromversorgung und Regelungstechnik. Thermografische Aufzeichnungen im Betrieb zeigen, dass eine gute Wärmeverteilung über die gesamte Fläche, unter Berücksichtigung lokaler Temperaturschwankungen, vorliegt. Das entwickelte Fußbodensystem ist zudem leicht zu verlegen und mit herkömmlichen Werkzeugen (Formatkreissäge, Stichsäge) bearbeitbar, sodass der Verlegeaufwand für den Endanwender nahezu unverändert ist. Hinzu kommt die, entsprechend des aktuellen Projektstandes entwickelte, einfache elektrische Kontaktierung. Mit dem Demonstrator wird eine erfolgreiche Implementation der Heizfunktion (elektrisch beheizbares Bindemittel, elektrisches Kontaktierungssystem) sowie peripherer Komponenten (Sensorik, Energieversorgung) in einem Fußboden in Fertigparkettbauweise belegt. | Dr. Daniela Klein Tel.: +49 5231 749-5318 daniela.klein@jowat.de Jowat SE Ernst-Hilker-Str. 10-14 32758 Detmold | X |
| 01.06.2016 | 31.05.2019 | 22026714 | Verbundvorhaben: Einfluss der Abbauprodukte des Holzes bei der Herstellung von mitteldichten Faserplatten (MDF) auf nachgelagerte Veredelungsprozesse mit emissionsarmen und ökologisch vorteilhaften Klebstoffen (MDFAbb); Teilvorhaben 1: Faserstoff- und Labor-MDF-Herstellung und Charakterisierung - Akronym: MDFAbb | Ziel der im Rahmen des Teilprojektes durchgeführten Arbeiten war es, den Einfluss der bei der MDF-Herstellung entstehenden Holzabbauprodukte in Abhängigkeit des Holzaufschlussverfahrens (TMP, CTMP) bei der Flächenkaschierung von MDF mit Polyurethanklebstoffen zu untersuchen. Auch der Einfluss der Holzart (Nadelholz/ Laubholz) und des bei der MDF-Herstellung verwendeten Bindemittels wurde untersucht. Das Teilprojekt befasste sich mit der Frage, welche Abbauprodukte des Holzes während der Herstellung von MDF entstehen und wie Aufschlussverfahren und Ausschlussbedingungen deren Entstehung beeinflussen. Weiterhin wurde der Einfluss der Abbauprodukte auf die kleberelevanten Eigenschaften der MDF untersucht. Im Rahmen des Teilprojektes wurden hierzu verschiedene Holzfaserstoffe unter Anwendung konventioneller Aufschlussverfahren (TMP-, CTMP-Verfahren) und Aufschlussbedingungen (Aufschlusstemperatur und Aufschlussdauer) hergestellt. Bei einem Teil der hergestellten Fasern wurden nach der Herstellung die Holzabbauprodukte durch Auswaschen der Fasern mit Wasser entfernt. Die hergestellten Faserstoffe (gewaschen und ungewaschen) wurden hinsichtlich ihrer kleberelevanten Eigenschaften untersucht. Aus den hergestellten Faserstoffen (ungewaschen, gewaschen) wurden im Labor mitteldichte Faserplatten (MDF) unter industrieüblichen Herstellungsbedingungen gefertigt und hinsichtlich ihrer physikalisch-technologischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert. Die hergestellten Labor-MDF wurden im Teilvorhaben 2 auf ihre Beschichtbarkeit unter Verwendung verschiedener im Rahmen dieses Teilprojektes entwickelter Klebstoffe untersucht. Weiterhin wurden industriell gefertigte MDF in die Untersuchungen einbezogen, die ebenfalls hinsichtlich ihrer physikalisch-technologischen und chemischen Eigenschaften charakterisiert wurden. | Das Aufschlussverfahren hat einen deutlichen Einfluss auf die chemische Zusammensetzung und die Menge der entstehenden Abbauprodukte des Holzes und beeinflusst damit für die Klebung wichtige Eigenschaften der MDF. Die untersuchten CTMP-Fasern weisen gegenüber den TMP-Fasern einen geringeren Gehalt an Petrolether-löslichen Extrakten, jedoch einen deutlich höheren Gehalt der wässrigen Extrakte an flüchtigen Säuren (Ameisen- und Essigsäure) auf. Der pH-Wert der wässrigen Extrakte der CTMP-Fasern liegt höher als bei den TMP-Fasern. Auch die Abgabe der CTMP-Fasern an flüchtigen Säuren, insbesondere an Essigsäure, liegt deutlich höher als die der TMP-Fasern. Das Auswaschen der Faserstoffe mit Wasser bewirkt eine erhebliche Reduktion des Gehalts an wasserlöslichen Extrakten. Im Falle der CTMP-Fasern wird auch der Gehalt an Petrolether-löslichen Extrakten durch das Auswaschen reduziert. Das Auswaschen der Fasern erhöht den pH-Wert der wässrigen Extrakte, die Abgabe an flüchtigen Säuren wird auch verringert. Dieser Effekt ist bei den CTMP-Fasern deutlich ausgeprägter als bei den TMP-Fasern. Die klebungsrelevanten Eigenschaften der hergestellten MDF werden im Wesentlichen von den Eigenschaften der verwendeten Fasern bestimmt. So konnten die Unterschiede, die bei den verschiedenen Fasern abhängig vom Aufschlussverfahren sowie bei den gewaschenen und ungewaschenen Fasern ermittelt wurden, auch bei den daraus hergestellten Labor-MDF festgestellt werden. Die Ergebnisse der im Teilvorhaben durchgeführten Untersuchungen tragen zusammen mit den im Teilprojekt 2 durchgeführten Beschichtungsversuchen zu einem tieferen Verständnis der Zusammenhänge bei der Beschichtung bzw. Kaschierung von MDF unter Verwendung von Polyurethan-Klebstoffen bei und ermöglichen somit, die Qualität der mit PU-Klebstoffen ausgeführten Beschichtungen zu verbessern. Zudem zeigen die Ergebnisse des Vorhabens Möglichkeiten für die Entwicklung neuer Klebstoffe auf Basis nachwachsender Rohstoffe auf. | Prof. Dr. Ursula Kües Tel.: +49 551 39-7024 ukuees@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Büsgen-Institut - Abt. Molekulare Holzbiotechnologie und Technische Mykologie Büsgenweg 2 37077 Göttingen | X |
| 01.02.2019 | 31.10.2022 | 22026818 | ForestValue: Innovative Verbindungen unter Verwendung von Laubhölzern - Akronym: hardwood_joint | Im Gegensatz zu Nadelhölzern werden Laubhölzer in Europa kaum im Bausektor verwendet, obwohl sie frei verfügbar sind und höhere mechanische Eigenschaften als Nadelholz aufweisen. Verschiedene Laubholzprodukte wurden entwickelt und sind als Baumaterial für den Bausektor erhältlich, z.B. Buchen-, Birken- und Eichen-BSH sowie BSP oder Buchen-FSH. Sie spielen jedoch mengenmäßig noch keine bedeutende Rolle. Ein Hauptgrund für die Vorbehalte bei der baulichen Nutzung von Laubholz ist die begrenzte Auswahl mechanischer Verbindungen. Es ist nicht möglich, Verbindungsmittel ohne Vorbohren in Laubholz einzuschlagen. Dies erhöht die Kosten der Konstruktionen im Vergleich zu Nadelholz. Wirtschaftliche Konstruktionen aus Laubholz werden daher oft durch die hohen Kosten für effiziente mechanische Verbindungen unterbunden. Das Gesamtziel des Projekts ist die Förderung leistungsfähiger Laubholzkonstruktionen im europäischen Bausektor durch die Entwicklung wirtschaftlicher, zuverlässiger und innovativer Verbindungstechnologien für Laubholzbauteile und deren Konstruktion. Ziel ist es, den Weg für die Verwendung von mehr Laubholzprodukten in der Bauindustrie zu ebnen, indem Laubholzarten ein Mehrwert verliehen wird. Die Entwicklung innovativer und effizienter Laubholzverbindungen kann die Forstindustrie enorm stärken, da Verbindungen wesentliche Teile von Holzkonstruktionen sind und sehr oft die Wettbewerbsfähigkeit bestimmen. Die Verwendung von mehr Laubhölzern in der Bauindustrie entspricht auch dem gesellschaftlichen Interesse hin zu mehr nachhaltigen Gebäuden und ermöglicht es, herkömmliche Baumaterialien zu ersetzen, die erhebliche Treibhausgasemissionen verursachen und zum Klimawandel beitragen. Das Projekt zielt darauf ab, das Verständnis von Verbindungen für Laubholzkonstruktionen zu vertiefen, um eine breitere Verwendung von Laubholzprodukten im Bausektor zu ermöglichen. | Für auf Abscheren belastete Verbindungsmittel mit kleinem Durchmesser wie Nägel und Klammern wurde ein simples Prüfverfahren entwickelt, das eine Einschätzung der Machbarkeit des Einbringens von Verbindungsmitteln in nicht vorgebohrtes Laubholz ermöglicht. Die in der Machbarkeitsstudie identifizierten geeigneten Verbindungsmittel wurden in Verbindungstests geprüft, um Bemessungsmodelle zu erstellen und zu validieren. Die Resultate zeigen, dass bestehende Bemessungsmodelle von Nadelholz auf Laubholz übertragbar sind. Lateral beanspruchte, glattschaftige Stabdübel großen Durchmessers sind wichtige Verbindungsmittel in Ingenieurbauwerken. Aufgrund der hohen Dichte von Laubholz treten neue Versagensarten auf, wofür ein analytisches Bemessungsmodell entwickelt und derzeit durch spezielle Tests validiert wird. Höhere Tragfähigkeiten der Verbindungen traten auf, die mit den heutigen Bemessungsregeln nicht erfasst werden. Ein innovativer Versuchsaufbau zur Messung der Normalkräfte entlang der Dübelachse, die zu erhöhten Tragfähigkeiten führen, wurde entwickelt. Selbstbohrende Schrauben sind bedeutende Verbindungsmittel für Ingenieurbauwerke, besonders, wenn ihre guten Eigenschaften in Richtung der Schraubachse aktiviert werden, was zu höherer Steifigkeit und Tragfähigkeit führt. Da Schrauben nie einzeln vorkommen, wurden vorrangig Verbindungen mit Schraubengruppen untersucht, wobei der Schwerpunkt auf der Ausarbeitung von Anwenderregelungen lag, um diese Verbindungen auszulegen und die Tragfähigkeit und das Verhalten verlässlich berechnen zu können. Zahlreiche ausgewertete Versuchsreihen wurden zur Validierung von Bemessungsmodellen herangezogen. Es wurde gezeigt, dass - analog zu Verbindungen mit Klammern und Nägeln - bestehende Bemessungsmodelle anwendbar sind. Es werden Regelungen vorgeschlagen, die die praktische Umsetzung von Laubholzverbindungen erleichtern, z.B. sollten Mindestschraubenabstände in Faserrichtung auf 8d erhöht und Schrauben generell vorgebohrt werden. | Dr. ir. Carmen Sandhaas Tel.: +49 721 608-43646 sandhaas@kit.edu Karlsruher Institut für Technologie (KIT) – Holzbau und Baukonstruktionen Reinhard-Baumeister-Platz 1 76131 Karlsruhe | X |
| 01.02.2016 | 15.09.2019 | 22027014 | Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Mehrcyclische organische Carbonate als Vernetzer für biobasierte und formaldehydfreie Klebstoffe (CycloCarb) - Akronym: CycloCarb | Ziel des Forschungsvorhabens ist es innovative Klebstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln, deren Vernetzung ohne Zusatz von Formaldehyd oder Formaldehydspendern erfolgt. Als neuartige Vernetzer sollen geeignete Verbindungen aus der Substanzklasse der cyclischen organischen Carbonate (COC) entwickelt und erprobt werden. Ein großer Vorteil der Carbonate ist ihre geringe Toxizität und Flüchtigkeit. Zudem können bereits einige Vertreter dieser Klasse vollständig aus nachwachsenden Rohstoffen und Kohlendioxid hergestellt werden. Im Rahmen des Projektes werden unter Einsatz der neuartigen Vernetzer Klebstoffe entwickelt die überwiegend aus biogenen Rohstoffen bestehen. Ausgangsstoffe sind vor allem die Gerüstsubstanzen und Inhaltsstoffe des Holzes (Kohlenhydrate, Lignine, Tannine). Aufgrund des Reaktionspotentials der neuartigen Vernetzer soll im Rahmen des Projektes aber auch der Ersatz von Formaldehyd in konventionellen Klebstoffen (Aminoharze, Phenolharze) getestet werden. Es sollen zunächst einfache dicyclische 5- und 6-Ring-Carbonate hergestellt und charakterisiert wer-den. In einer weiteren Versuchsreihe werden Synthesen von dicyclischen 5-Ring-Carbonaten auf der Basis von nachwachsenden Rohstoffen durchgeführt. Zur Optimierung der Synthesen werden die Reaktionsparameter variiert. Die hergestellten Vernetzer werden mit geeigneten Biopolymeren zu Copolymerisaten umgesetzt, wobei vorrangig Lignine verwendet werden, da diese bei Vor-versuchen die besten Ergebnisse erbrachten. Darüber hinaus werden für Vernetzungsversuche weitere Biopolymere mit geeigneten funktionellen Gruppen getestet. Die Vernetzer werden auch zur Härtung von konventionellen Klebharzen, vor allem zur Härtung von Pulverharzen getestet. Die aussichtsreichsten Systeme werden in einen größeren Maßstab übergeführt, um Plattenwerkstoffe und andere Applikationsmuster herstellen und prüfen zu können. | Zunächst wurden die zur Vernetzung eingesetzten mehrfunktionellen cyclischen Carbonate aus Epoxiden und CO2 hergestellt. Mittels FTIR- und NMR-Spektroskopie konnte die erfolgreiche Herstellung von den bifunktionellen Carbonaten Poly(ethylenglykol)dipropylencarbonat (BCC) und Ethylenglykoldiglycidylcarbonat (BCC- 2), dem trifunktionellem Carbonat Trimethylolpropantripropylencarbonat (TCC) sowie carbonatisiertem Sojabohnenöl (CSBO) mit bis zu sechs cyclischen Carbonat-Funktionen nachgewiesen werden. Ein Upscaling der entsprechenden Synthesen im 2-Liter-Maßstab wurde mit Ausbeuten von bis zu 94% durchgeführt. Darüber hinaus wurden neue, biobasierte Lignin-Carbonat-Präpolymere entwickelt. Die Laborversuche zur Herstellung von Vernetzungsprodukten aus cyclischen Carbonaten mit konventionellen Harzen wie Novolak sowie mit Biopolymeren wie Lignin zeigten, dass sich BCC, TCC sowie CSBO grundsätzlich als Vernetzer eignen. Löslichkeitsuntersuchungen der Vernetzungsprodukte ergaben, dass sich 1:1 (w/w) Mischungen aus Carbonat und Novolak sowie aus Carbonat und Lignin mit Zusatz an basischen Katalysatoren wie Diazabicycloundecen (DBU) zu unlöslichen Vernetzungsprodukten umwandeln. Thermoanalytische (DSC) und spektroskopische (FTIR) Untersuchungen zeigten, dass die entsprechenden Vernetzungsreaktionen im Temperaturbereich von etwa 150-240 °C erfolgen. Klebstoffprüfungen mit Holzprüfkörpern haben gezeigt, dass gute Klebewirkungen durch die Vernetzung mit cyclischen Carbonaten erzielt werden konnten. Die entsprechenden Mischungen ergaben bei Untersuchungen mittels Automated Bonding Evaluation System (ABES) Zugscherfestigkeiten von bis zu 4 N/mm2. | Dr. Ralph Lehnen Tel.: +49 40 822459-134 ralph.lehnen@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Haidkrugsweg 1 22885 Barsbüttel | X |
| 01.04.2016 | 31.03.2019 | 22027114 | Vorhaben (FSP-Klebstoffe): Entwicklung materialadaptierter Klebstoffsysteme zur Verwendung in keilgezinkten und flächenverklebten Vollholzwerkstoffen aus unbehandelten und modifizierten einheimischen Laubhölzern - Akronym: InnoBond | Hintergrund des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von innovativen Klebstoffsystemen für keilgezinkte und flächenverklebte nicht-tragende Bauteile. Im Fokus steht die Verwendung von unbehandelten und modifizierten Laubholzarten, um einem in Zukunft veränderten Rohstoffangebot durch angepasste Klebstoffsysteme begegnen zu können. Für die Umsetzung des Projektes soll ein dreigliedriges Zielsystem verfolgt werden. Erstens sollen Holzmodifizierungsverfahren die stoffliche Nutzung bisher wenig genutzter Laubholzarten fördern. Alternative Verwendungspotentiale im Zuge einer Holzmodifizierung sollen definiert werden. Die Entwicklung von materialangepassten Klebstoffsystemen nimmt eine zentrale Bedeutung für neuartige technische Lösungen ein. Die zweite Zielkategorie fokussiert daher auf einer Verbesserung der dauerhaften Beständigkeit einer geklebten Verbindung. Die umfassende Charakterisierung einer adäquaten Verklebungsleistung wird dabei um den optischen Eindruck der Klebefuge erweitert. Infolgedessen ist das Projektvorhaben in zwei Teilprojekte unterteilt, in dessen Rahmen einerseits die Beständigkeit und andererseits die Verfärbung einer Klebefuge untersucht werden sollen. Die praxisnahe Entwicklung neuartiger Produkte im Bereich von nicht-tragenden Bauteilen für die Innen- und Außenanwendung ist Inhalt der dritten Zielkategorie. Das Forschungsvorhaben soll durch eine Kompetenzbündelung aus den Fachbereichen der Holzforschung, der Klebstoffforschung und der Prozesstechnologie umgesetzt werden. Ausgangspunkt der Arbeiten sind die Problemfelder der Klebefugenbeständigkeit sowie die Klebefugenverfärbung. Zur Problemlösung ist das Projektvorhaben in zwei Teilprojekte untergliedert. Jedes Teilprojekt umfasst vier separate Arbeitspakete. An der Universität sollen zwei wissenschaftliche Mitarbeiter, eine technische Angestellte und wissenschaftliche Hilfskräfte tätig werden. Die am Projekt beteiligten Unternehmen übernehmen spezifische Entwicklungsaufgaben. | Die Förderung des Projektes erfolgte im Förderschwerpunkt "Klebstoffe und Bindemittel – Klebstoffe und Bindemittel für die Holz- und Holzwerkstoffindustrie", welcher vom BMEL ausgeschrieben und von der FNR betreut wurde. Die zu Beginn des Projektes definierten Ziele fokussierten die Verwendung einheimischer (Laub-) Hölzer im nicht-tragenden Konstruktionsbereich und die optimale Anpassung der Verklebungstechnologie. Durch eine potentielle Substitution von Tropenholz und dem bisher hauptsächlich verwendeten Nadelholz, sollte somit ein direkter Beitrag zur Förderung nachhaltiger Waldwirtschaft erbracht und dem Waldumbau in Deutschland Rechnung getragen werden. In diesem Zusammenhang nimmt die Verklebungstechnologie eine Schlüsselrolle zur Entwicklung neuer Produkte und Erschließung neuer Märkte ein. Im Verlauf des Projektes wurden Klebstoffformulierungen an das verwendete Holzmaterial angepasst und auf Beständigkeit, mechanisch-physikalische, sowie chemische Eigenschaften und der Resistenz gegenüber Verfärbungen untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse werden in Zukunft dabei helfen, den vermehrten Einsatz einheimischer Laubhölzer zu fördern und eine Basis für die Weiterentwicklung materialadaptierter Klebstoffe bilden. | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 39-33541 hmilitz@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | X |
| 01.10.2019 | 30.06.2022 | 22030418 | Verbundvorhaben: Entwicklung und technologische Umsetzung tragender Profilstrukturen auf Basis von Holzfurnieren für ein ultraleichtes Stativ für Fotoanwendungen; Teilvorhaben 1: Konstruktive Aspekte der Stativentwicklung und Fertigung sowie Erprobung des Funktionsmusters - Akronym: FURNIER | Die Firma Berlebach Stativtechnik ist ein KMU aus dem ländlichen Raum Sachsens und produziert innovative Fotostative auf Basis des regional verfügbaren Werkstoffs Holz. Im Marktsegment der Fotostative konnte sich das Traditionsunternehmen ein Alleinstellungsmerkmal und weltweit zahlreiche Kunden erarbeiten. Die holzbasierten Stative sind robust, langlebig und zeichnen sich durch optisch sowie haptisch hervorragende natürliche Materialien aus. Diesen positiven Eigenschaften stehen jedoch ein hohes Packmaß und ein vergleichsweise hohes Bauteilgewicht gegenüber. Im Bereich des Stativbaus kann seit geraumer Zeit ein Trend hin zu leichten und robusten Werkstoffen festgestellt werden. Hier werden neben Aluminium vor allem faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere mit Kohlenstofffaserverstärkung (CFK) für die Auslegung der Stativbeine eingesetzt. Das primäre Ziel ist hierbei ein möglichst geringes Bauteilgewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit zu realisieren. Entsprechende Produkte aus CFK sind deutlich kleiner dimensioniert und für den einfachen Transport prädestiniert. Die Holzstative verlieren in dieser Situation zunehmend ihre Wettbewerbsfähigkeit. Eine Möglichkeit zur Optimierung der Stativbeine unter Beibehaltung des Naturwerkstoffs Holz stellt der Einsatz von Furnier zur Herstellung von Hohlprofilen dar. Ziel des Verbundvorhabens FURNIER liegt daher in der Entwicklung und Umsetzung von tragenden Profilstrukturen mit komplexer Geometrie auf Basis von Furnieren. Dabei wir eine hohe haptische und optische Qualität angestrebt. Die Entwicklung von Material- und Versagenskarten in Abhängigkeit des Furnieraufbaus sowie die Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften und des Schwingungsverhaltens des Werkstoffs stellen neben der Entwicklung angepasster Fertigungsprozesse zur Verarbeitung und Umformung flächiger Holzfurniere die Teilziele dar. Zur Demonstration der Umsetzbarkeit des Vorhabens werden Stative mit teleskopierbaren Furnierprofilen aufgebaut. | Im Rahmen von FURNIER wurde eine durchgängige Prozesskette zur Herstellung von Stativbeinsegmenten aus Furnier entwickelt. Beginnend bei der Auswahl geeigneter Holzarten wurden zunächst werkstoff-mechanische Kennwerte mittels zerstörender Prüfmethoden sowie das Werkstoffdämpfungsverhalten bestimmt. Diese Kennwerte dienten zur Erstellung von Material- und Versagenskaten sowie als Eingangsgröße zur numerischen Modellierung des Leichtbauprofils und zur Optimierung geometrischer Parameter. Anhand von prozesstechnologischen Studien konnte eine Umformtechnologie für Furnier zu Hohlprofilen entwickelt und bzgl. Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit optimiert werden. Mit einem zweistufigen Prozess aus membranbasierter Umformtechnologie und anschließendem Fügeschritt wurde eine Prozesskette aufgestellt die den gestellten Anforderungen entspricht. Als wichtigster Meilenstein wird die Herstellung von optisch und haptisch sehr hochwertigen Furnierprofilen mit minimalen Biegeradien von 8 mm angesehen. Mit der Herstellung Demonstrator-Stativen mit Beinsegmenten aus Furnierprofilen konnte eine erhebliche Massereduktion bei verringertem Packmaß und unter Beibehaltung der erforderlichen Nutzlast erzielt werden. An den Demonstratoren konnte die entwickelte Klemmung sowie das Montageprinzip getestet werden. Mit einer abschließenden Schwingungsmessung am Gesamtstativ konnte das hohe Leichtbaupotential auch im Hinblick auf die stark verbesserten Schwingungseigenschaften eindrucksvoll bewiesen werden. | Wolfgang Fleischer Tel.: +49 37320 1201 berlebach@t-online.de Berlebach Stativtechnik Wolfgang Fleischer Chemnitzer Str. 2 09619 Mulda | X |
| 01.08.2019 | 28.02.2023 | 22031118 | BIMwood - Entwicklung von Building Information Modeling basierten Lösungen für projektbezogene Kooperation in der Wertschöpfungskette vorgefertigter Holzbauten - Akronym: BIMwood | Das Forschungsprojekt BIMwood befasst sich mit der Entwicklung von Building Information Modeling basierten Lösungen für projektbezogene Kooperationen bei der Planung vorgefertigter Holzbauten. Ein wichtiger Impulsgeber für die Digitalisierung im Bauwesen ist Building Information Modeling (BIM). Der Begriff "Construction 4.0" wird in der Baubranche verwendetet analog zu "Industrie 4.0" und basiert auf der Digitalisierung der Bauwirtschaft einerseits und der Industrialisierung der Bauprozesse andererseits . Diese Themen werden im Bereich der Fertigung vorgefertigter Holzbauten partiell, aber noch nicht durchgängig in einer digitalen Kette umgesetzt. Die Produktion ist geprägt von einem hohen Grad der Off-Site-Fertigung. Ein Hindernis stellt der nicht standardisierte Datenaustausch zwischen den beteiligten Planenden und dem Austausch mit dem ausführenden Unternehmen dar, der mit hohem Informationsverlust und Mehrarbeit verbunden ist. Der vorgefertigte Holzbau weist eine hohe Anzahl an vielschichtigen Bauteilaufbauten auf, die zu einem höheren Komplexitätsgrad der Bauweise im Vergleich zu mineralischen Bauweisen führen. Bislang ist der Einsatz von BIM vorwiegend auf die (Planungs-)Prozesse des mineralischen Bauens abgestimmt und berücksichtigt die spezifischen Anforderungen des vorgefertigten Holzbaus nicht. Der höhere Komplexitätsgrad der Bauteilaufbauten und das Prinzip der Vorfertigung verlangen bereits in frühen Planungsphasen Entscheidungen und Festlegungen, welche geometrischen und alphanumerischen Informationen zu welchem Zeitpunkt in das semantische Datenmodell eines Holzbauprojekts einfließen. In BIMwood werden diese komplexen Anforderungen und Zusammenhänge analysiert, zusammengefasst und konkrete Lösungsvorschläge erarbeitet. | BIMwood führt zunächst die besonderen Anforderungen des vorgefertigten Holzbaus an und entwickelt im weiteren Schritt Lösungsansätze für unterschiedliche Themenfelder eines holzbauspezifischen BIM Prozesses. Die Erarbeitung des BIMwood Referenzprozesses erfolgt analog der etablierten Planungsphasen auf Grundlage eines simulativen Methodenansatzes unter Betrachtung von zwei Ebenen: die deskriptive Ebene beschreibt die strukturierten multidisziplinären Daten, die prozessuale Ebene beschreibt die Austauschprozesse im Kontext der zugewiesenen Rollen und Verantwortlichkeiten. Ergänzend werden Grundlagen für das Erstellen der 3D Fachmodelle hinsichtlich geometrischer Anforderungen erarbeitet (Modellierung) sowie die Anforderungen an die Modelle bezüglich der notwendigen Daten in den Bauteilen geklärt. Die vorgeschlagenen Lösungen bieten somit die Grundlage für die Erarbeitung einer Umsetzungsstrategie in einem realen Projekt zur Verbesserung des Datenaustauschs zwischen Planern und Ausführenden und schließt die Prozesskette von der Planung bis zur Fertigung. | Prof. Dr.-Ing. Frank Petzold Tel.: + 49 8928922172 petzold@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Architektur - Professur für Entwerfen und Holzbau Arcisstr. 21 80333 München | X |
| 01.03.2019 | 31.10.2022 | 22034718 | ForestValue: Innovative Lösungen für das zukünftige Bauen mit Brettsperrholz - Akronym: InnoCrossLam | Die Entwicklung der letzten Jahre im Bereich mehrgeschossiger Holzbauten war bemerkenswert, Brettsperrholz spielt eine wichtige Rolle in dieser Entwicklung. Um den nächsten Schritt hin zu einer großflächigen Einführung dieser Bauweise tun zu können, sind jedoch Weiterentwicklungen und Innovationen in der Brettsperrholzbauweise notwendig. Wenn Massivholzprodukte ein ernstzunehmender Wettbewerber gegenüber mineralischen Baumaterialien wie Beton werden sollen, müssen sie Architekten und Ingenieuren eine vergleichbare Flexibilität im Einsatz bieten. Das Hauptziel des Europäischen Forschungsvorhabens InnoCrossLam bestand darin, die Anwendbarkeit und Flexibilität von Massivholzelementen wie Brettsperrholz (BSP) für mehrgeschossige Gebäude und weitgespannte Tragwerke zu erweitern. Der Hauptgedanke hinter diesem Projekt war die Weiterentwicklung der Verwendung von Massivholzprodukten wie BSP in neuen Bauanwendungen und in multifunktionalen Kontexten. Solche Entwicklungen wurden durch einen transdisziplinären Ansatz erreicht, indem Themen wie Architektur und Design, Haustechnik (HVAC) und Bauingenieurwesen in die Projektarbeit integriert wurden, in Kombination mit Forschung und Entwicklung, die auf der Anwendung fortschrittlicher theoretischer und experimenteller Ansätze basieren. Indem Architekten eingeladen wurden und ihre Kompetenz als Motor des Projekts fungierte, wurden in Zusammenarbeit mit Bauingenieuren und Experten die Herausforderungen definiert, denen sich Planer und Industrie stellen müssen. So wurden neue und praxisorientierte Lösungen für anspruchsvolle Entwurfssituationen entwickelt . Flexibilität wardabei eines der Schlüsselwörter . Flexibilität im Sinne von z.B. flexiblen Grundrissen, auskragenden Strukturen, weit gespannten Systemen, effizienten Verbindungstechniken, effizienter Montage und Demontage von Bausystemen und dem Potenzial für zusätzliche Funktionalität. | DLT (Diagonal Laminated Timber, Diagonallagenholz, diagonal verklebtes Brettsperrholz) stellt eine anwendungsoptimierte Weiterentwicklung von Brettsperrholz (BSP) dar, und erreicht bei gleichem Materialeinsatz deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften. Dabei wird diagonal verklebtes BSP herkömmliches BSP nicht verdrängen, sondern zu einer Erweiterung der Produktpalette im Massivholzbereich führen. Multifunktionale Massivholz-Wandelemente – multifunktional in Bezug auf eine thermische Aktivierbarkeit –wurden in Richtung Anwendungsreife weiterentwickelt. Sechs verschiedene Serien von multifunktionalem BSP für die mechanischen und klimatischen Untersuchungen sowie für die Bestimmung des Feuerwiderstandes wurden entwickelt, hergestellt und getestet. Zusammenfassend verspricht und unterstützt die Forschung innerhalb des AP5 eine effizientere zukünftige Nutzung von Massivholzelementen durch das Hinzufügen zusätzlicher Funktionalität oder diagonaler Lagenanordnungen. Mit Hilfe eines Online-Fragebogens, persönlicher Interviews und parallel entwickelter Dokumente wurde über den Stand der Technik der Bemessung mehrgeschossiger Gebäude in Brettsperrholz berichtet. Die Arbeit wurde von mehr als 150 Experten weltweit begleitet. An der Online-Umfrage und Interviews nahmen Ingenieure aus über 25 Ländern weltweit teil, darunter 15 EU-Mitgliedsstaaten sowie Überseenationen wie Kanada und Neuseeland. Die Erkenntnisse zu für die Anwendung wichtigen Kerngebieten der Forschung ermöglichten den europäischen Partnern u.a. Arbeiten an sprödem Versagen von Verbindungen und lateraler Stabilität von Brettsperrholzelementen, sowie an Punktstützungen und Öffnungen in Brettsperrholzdecken. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 89 289-22416 winter@bv.tum.de Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | X |
| 01.04.2019 | 01.10.2022 | 22036718 | ForestValue: Verbesserung des Brandschutzes für Konstruktionen mit Ingenieurholzbauprodukten und -systemen; Teilvorhaben 2: Erarbeitung von brandschutztechnischen Konstruktions- und Bemessungsregeln - Akronym: FIRENWOOD | Das Forschungsvorhaben "Firenwood" hat das Ziel bestehende Brandbemessungskonzepte für geklebte ingenieurtechnische Holzbauprodukte zu optimieren sowie Wissenslücken zum Materialverhalten im Brandfall zu schließen. Einer der Hauptschwerpunkte des Projekts lag deshalb in der Untersuchung des brandschutztechnischen Verhaltens von Klebstoffen, die in strukturellen Anwendungen eingesetzt werden, da bei vielen dieser innovativen Systeme unterschiedliche Klebstoffsysteme verwendet werden. Untersucht wurden dabei unter anderem Klebstoffverbindungen in Brettsperrholz (CLT), in Brettschichtholz (BSH), in Stegträgern sowie bei eingeklebten metallischen Verbindungsmitteln. Neben der Verbesserung bestehender Bemessungsregeln sollten auch Möglichkeiten zur Klassifizierung einzelner Klebstoffgruppen erarbeitet werden. Das Teilvorhaben 2 war dabei an der Identifizierung technischer und soziokultureller Hemmnisse für das Bauen mit Holz sowie der Entwicklung von zugehörigen Lösungsansätzen beteiligt, um eine breitere Anwendung von Holzbauprodukten zu ermöglichen. Ein weiterer Aufgabenbereich lag in der experimentellen Untersuchung eingeklebter metallischer Verbindungsmittel unter Brandbelastung. Hierzu wurden vier Versuchsreihen durchgeführt um das mechanische und thermische Materialverhalten in der Verbindung zu untersuchen. Dabei wurden neben kleinformatigen Prüfkörpern zur Untersuchung der Klebstoffeigenschaften auch Brandversuche mit eingeklebten Gewindestangen durchgeführt. Aufbauend auf den Versuchsergebnissen wurden brandschutztechnische Bemessungsregeln abgeleitet. Zusätzlich wurden im Rahmen von projektbegleitenden Umfragen und Workshops mit Interessenvertretern Diskussionen über Teilergebnisse angeregt und durchgeführt. | Auf Basis einer Grundlagenermittlung zur aktuellen Anwendbarkeit von Holzbauprodukten in den europäischen Ländern wurde eine Übersicht erarbeitet, die den erforderlichen Feuerwiderstand von Bauteilen für verschiedene Gebäudehöhen wiedergibt. Zusätzlich werden die Einsatzmöglichkeiten von brennbaren Baustoffen (Brennbarkeitsklasse D) in mehrgeschossigen Gebäuden aufgezeigt. Basierend auf den gesammelten Erkenntnissen zu den vorhandenen Barrieren für die verbreitete Anwendung des Holzbaus sowie den Projekterfahrungen werden entsprechende Lösungsansätze vorgeschlagen. Es wurden numerische Simulationen zur Temperaturentwicklung innerhalb geklebter Verbindungen durchgeführt. Hierbei wurden materialspezifische sowie thermische Kennwerte auf Basis der Versuche angepasst und validiert. Diese Modelle wurden auch als Planungshilfe für die Entwicklung der Prüfkörper für die finale Versuchsreihe eingesetzt. Die experimentellen Untersuchungen für eingeklebte metallische Verbindungsmittel zeigen den Einfluss bestimmter Parameter auf das Durchwärmungsverhalten des Bauteils. Hierbei wurden unter anderem Klebstofffugendicken, brandschutztechnische Überdeckungen, Einbindelängen sowie die thermische Beanspruchung variiert. Bei der Verknüpfung von mechanischer und thermischer Beanspruchung im Brandfall wurde gezeigt, dass der Klebstoff die Schwachstelle der Verbindung darstellt. Dementsprechend wird vorgeschlagen immer eine Überdeckung vorzusehen, die die Klebstofffuge vor einer thermischen Einwirkung schützt. Das hierzu vorgeschlagene brandschutztechnische Bemessungsmodell wurde entsprechend den Versuchsergebnissen sowie durgeführten numerischen Simulationen angepasst. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 89 289-22416 winter@bv.tum.de Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | X |
| 01.03.2019 | 30.11.2022 | 22040418 | ForestValue: Ressourceneffiziente und datengetriebene integrierte Festigkeitssortierung für Rund- und Schnittholz (READiStrength) - Akronym: READiStrength | In Europa ist Nadelholz, besonders Holz von Fichte und Kiefer, der wichtigste Rohstoff zur Produktion von Bauholz. Um Holz im Baugewerbe einer möglichst hochwertigen Verwendung zukommen zu lassen, wird Schnittholz hinsichtlich der Qualität bewertet und einer Tragfähigkeitsklasse zugeordnet. Durch eine vorgelagerte Qualitätsansprache von Rundholz kann dieses besser sortiert werden, um die Ausbeute an hochwertigem Schnittholz zu erhöhen. Mit der zu erwartenden Klimaveränderung und geänderter waldbaulicher Zielsetzung ist in Deutschland mit einem Rückgang der Ressource Fichtenholz zu rechnen. Um die Sägeindustrie nachhaltig mit hochwertigem Rohholz zu versorgen, muss das Stoffstrom-Management für andere Baumarten durch verbesserten Ressourceneinsatz optimiert werden. Im süddeutschen Raum ist mit einem höheren Angebot an Weißtannenholz zu rechnen, da der Weißtanne eine geringere Klimasensitivität zugesagt wird. Ihr Holz wird derzeit in der Sägeindustrie als geringer wertig gegenüber dem der Fichte angesehen, obwohl die entscheidenden holztechnologischen Eigenschaften und damit das Verwendungsspektrum nahezu gleich sind. So stellt zum Beispiel ein gesunder artspezifischer Nasskern bei der Weißtanne ein scheinbares Problem bei der technischen Trocknung dar. Mit den Ergebnissen dieses Projekts sollen durch kombinierte Verfahren der Qualitätsansprache an Rund- und Schnittholz höhere Klassen der Tragfähigkeit für Sägeprodukte der Weißtanne erreicht werden können. Dies führt durch gesteigerte Materialeffizienz zu einem geringeren Ressourcenbedarf und gleichzeitig höherem Wertpotential des Weißtannenrohholzes. | Dr. Udo Sauter Tel.: +49 761 4018-237 udo.sauter@forst.bwl.de Forstliche Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg Wonnhaldestr. 4 79100 Freiburg im Breisgau | X | |
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 22040718 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Probennahme-, Prüf- und Klassifizierungsverfahren zur Bestimmung der biologischen Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten; Teilvorhaben 1: Modifiziertes Holz und Holzwerkstoffe - Akronym: DURATEST | Die Bestimmung und Klassifizierung der Dauerhaftigkeit von Holz gegen holzzerstörende Organismen ist auf europäischer Ebene durch DIN EN 350 geregelt. Mit der Neufassung von 2016 wurde der Anwendungsbereich dieser Norm u. a. auf schutzmittelbehandelte und modifizierte Hölzer sowie Holzwerkstoffe erweitert. Eine Klassifizierung der Dauerhaftigkeit von modifizierten Holzprodukten und -materialien sowie von Holzwerkstoffen ist auf Basis der derzeit verfügbaren Methoden und Regelungen (DIN EN 350:2016 und darin aufgeführte Prüfnormen) allerdings nicht möglich. So ist nach DIN EN 350 weiter unklar, welche Probenahme- und Prüfverfahren anzuwenden sind, wie die Klassifizierung auf Basis der Prüfergebnisse erfolgt und welche Schlussfolgerungen für Gebrauchsdauer bzw. Leistungsfähigkeit von holzbasierten Materialien und Produkten resultieren. | Dr. rer. silv. Wolfram Scheiding Tel.: +49 351 4662-280 wolfram.scheiding@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.07.2019 | 31.12.2022 | 2219NR008 | Verbundvorhaben: Mit Phasenwechselmaterialien getränktes Vollholz als latenter Wärmespeicher für Gebäude; Teilvorhaben 2: Anwendungsentwicklung - Akronym: PCM-WOOD | Ein großer Teil der in Gebäuden benötigten Energie muss für Heizung oder Kühlung aufgewendet werden, um unbehagliche Raumtemperaturen zu verhindern. Dabei ist im Sommer insbesondere bei mehrgeschossigen Geschäftsgebäuden häufig Kühlung notwendig, während im Winter geheizt werden muss. Während Möglichkeiten einer wirtschaftlichen Energieeinsparung durch Dämmung der Gebäude weitgehend ausgereizt zu sein scheinen, besteht hinsichtlich der Speicherung von Wärmeenergie immer noch ein erhebliches Verbesserungspotential. Als effektive Möglichkeit der Speicherung von Wärmeenergie sind sogenannte Phasenwechselmaterialien (PCM) bekannt, bei denen für den Übergang von der festen in die flüssige Phase Energie zur Lösung der chemischen Bindungen benötigt wird. In diesem Phasenübergangsbereich nehmen derartige Materialien erhebliche Wärmeenergie auf, ohne dass sich die Temperatur wesentlich erhöht. Beispiele für Phasenwechselmaterialien sind u.a. Paraffine und spezielle Salze (z.B. Natriumsulfat/Glaubersalz). Das Ziel des Forschungsvorhabens ist Holz durch Tränkung mit einem PCM zu einem multifunktionalen Baumaterial aufzuwerten, das folgende Eigenschaften aufweist: - Große latente Wärmespeicherfähigkeit - Hohe Dauerhaftigkeit - Geringe Herstellungskosten - Hohe Tragfähigkeit - Gesundheitliche Unbedenklichkeit - Langzeitiger CO2-Speicher Mit PCM getränktes Vollholz (PCM-WOOD) ist eine neue Materialkombination, die bisher weder praktisch genutzt, noch systematisch untersucht wurde. Multifunktionale Tragelemente aus PCM-WOOD wären in der Lage neben der Wärmespeicherung und Temperaturpufferung innerhalb eines Gebäudes auch statische Aufgaben zu übernehmen. Anwendungen wären z.B. Decken und Wände aus Brettstapel- oder Brettsperrholz. In einem ersten Schritt können nichttragende Ausbauelemente wie Fußböden und Wandverkleidungen aber auch Möbel, die die Wärmespeicherung und Temperaturpufferung als zusätzliche Funktion erhalten, als vermarktungsfähige Produkte entwickelt werden. | Mit Druckprozessen wurden sehr hohe Beladungen von bis zu 400 kg PCM je m³ Holz (mit Pappel) erreicht, die einer fast vollständigen Ausfüllung der Porenräume entspricht. Fichte ist schwerer tränkbar. Es wurden, ähnlich wie bei Buche, aber dennoch akzeptable Beladungen von ca. 200 kg PCM je m³ Holz erreicht. Zur Reduzierung der Leckage von PCM aus dem Holze wurden Additive beigemengt. Das Leckageverhalten ist holzartenabhängig. Dabei ist eine gute Tränkbarkeit nicht grundsätzlich mit einer großen Leckage verbunden. So wurde bei der Pappel trotz hoher Beladung eine Leckage von maximal ca. 10 % beobachtet. Bei Fichte und Buche ist insbesondere bei hoher Beladung sehr ausgeprägte Leckage zu verzeichnen, die durch Additive signifikant reduziert werden kann. Die Wärmespeicherkapazität im Phasenübergangsbereich erhöht sind entsprechend der Menge des eingebrachten PCM und ist eine Größenordnung größer als bei Holz. Die Biegeeigenschaften werden durch die Tränkung mit PCM nicht wesentlich beeinflusst. Im festen Zustand des PCM ist die Oberflächenhärte gegenüber ungetränktem Holz wesentlich größer. Die Verleimversuche zeigten, dass eine hochqualitative Verklebung möglich ist. Die Brandversuche mit Cone-Kalorimetrie zeigten, dass ungeschütztes PCM-haltiges Holz sich schneller entzündet und mehr Wärme während der Verbrennung für den Brandfortschritt erzeugt als reines Holz. Außerdem wurde das Brandverhalten von Mehrschichtparkett mit PCM in der Mittellage geprüft. Für PCM-haltiges Parkett wurde ein günstigeres Brandverhalten festgestellt als für PCM-freies Referenzelemente. Es wurde ein analytisches Modell zur Simulation der Raumtemperatur unter Berücksichtigung der Wirkung von PCM erstellt. Die Untersuchungen zeigen, dass mit einer praktisch möglichen Menge an PCM die Temperaturamplituden in Innenräumen wirksam reduziert werden können. Auf Grundlage der vorherigen Untersuchungen wurde ein Demonstrator eines multifunktionalen Brettschichtholzquerschnitts erstellt. | Dipl.-Ing. Erwin ter Hürne Tel.: +49 2862 701-102 erwin.terhuerne@terhuerne.de ter Hürne GmbH u. Co. KG Ramsdorfer Str. 5 46354 Südlohn | |
| 01.03.2019 | 31.08.2022 | 2219NR013 | ForestValue: Ökologische und ökonomische Bewertung von Design for Recycling im Holzbau - Akronym: InFutUReWood | Mit der Implementierung der Bioökonomie nimmt die Nachfrage an biogenen, nachwachsenden Rohstoffen und daraus gefertigten Materialien zu. Im Baubereich eignet sich vor allem Holz als nachhaltiger Rohstoff, um Baustoffe aus fossiler und abiotischer Basis zu ersetzen. Um der steigenden Nachfrage in Zukunft gerecht zu werden, muss verantwortungsvoll mit dem Rohstoff Holz umgegangen werden. Die Kreislaufwirtschaft bietet dazu eine geeignete Strategie. Dabei sollen die verwendeten Ressourcen so lange wie möglich im Kreislauf geführt werden, um den Primärmaterialeinsatz so gering wie möglich zu halten. Neben der Untersuchung des Nutzungspotentials von bereits verbautem Holz, ist auch der Einsatz von Holz in Primärprodukten zu verändern. So müssen Produkte so entworfen werden, dass die eingesetzten Bauteile nach der Nutzung werterhaltend demontiert und nahezu ohne zusätzliche Aufbereitungsschritte wiederverwendet werden können (Design for Deconstruction and Reuse – DfDR). Für Holz lässt sich die Umsetzung mit der Kaskadennutzung realisieren. Die Kaskadennutzung beschreibt die sequentielle Nutzung einer Einheit Holz in verschiedenen stofflichen Anwendungen, mit der thermischen Verwertung zur Energieerzeugung als finale Stufe. Im Teilvorhaben wird geprüft, ob das Konzept des DfDR im Holzbau im Vergleich zum konventionellen Holzbau aus ökologischer und ökonomische Sicht Vorteile aufzeigt. Ein spezieller Fokus wird dabei auf die ökobilanzielle Betrachtung des Gebäudeabbruchs gelegt. Zusätzlich wird untersucht, ob die Kaskadennutzung von Altholz in CLT-Paneelen eine bessere ökologische Performance aufweist als CLT aus Frischholz. Um eine Wieder- und Weiterverwendung und -verwertung von Altholz in der Zukunft realisieren zu können, sind Informationen über die Materialeigenschaften und dessen Behandlungen notwendig. Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist es daher, Empfehlungen zur ganzheitlichen Gebäudedokumentation mit dem Fokus auf den Holzbau zu geben. | Das DfDR-System weist im Vergleich zum Referenzsystem eine bessere ökologische Performance auf. Die höchste Reduktion der Umweltwirkungen mit 48% gegenüber dem Referenzsystem kann in der Wirkungskategorie Flächennutzung erreicht werden. Die größte Verringerung der Umweltwirkungen sind dabei bei dem Herstellungsprozess A3 festzustellen. Die Umweltwirkungen des Herstellungsprozesses sind dabei hauptsächlich auf die Bereitstellung der Materialien zurückzuführen. Die Ergebnisse der LCC zeigen, dass das DfDR-System nach beiden Gebäude-Lebenszyklen geringere Kosten von 33% im Vergleich zum Referenzsystem aufweisen. Bereits nach dem ersten Lebenszyklus sind die Kosten des DfDR-Systems um 14% geringer. Dies ist auf die vermiedenen Verwertungs- und Deponiekosten sowie die Zeitersparnis beim Rückbau zurückzuführen. Die größten Treiber der Kosten in beiden Systemen sind die Material- und Personalkosten. Die ökologische Bewertung der CLT-Paneele aus Altholz zeigt im Vergleich zu den beiden Primärholzsystemen in den meisten Umweltwirkungskategorien geringere Umweltwirkungen. In der Wirkungskategorie des nicht karzinogenen Humantoxizitätspotenzials schneidet das Altholzsystem schlechter ab. Der größte Indikator für die Auswirkungen der nicht karzinogenen Humantoxizität ist der Verbrennungsprozess, insbesondere die Aschebehandlung. Für die Dokumentation von Planungsdaten stellen die Stakeholder die Informationen im erforderlichen Detaillierungsgrad zu den jeweiligen Lebenszyklusphasen bereit. Die verantwortlichen Stakeholder sind für die Sammlung, die Bereitstellung, die Art der Dokumentation und die Weiterleitung der Informationen zuständig. Durch die Einbeziehung der Skalierungsebenen ergibt sich ein komplexes Modell der Verantwortlichkeiten, Informationsarten und Datenflüsse, das in Abhängigkeit des Bauprojekts und der Projektbeteiligten stark variieren kann. | Prof. Dr. Klaus Richter Tel.: +49 89 2180-6421 richter@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft Winzererstr. 45 80797 München | X |
| 01.03.2019 | 30.06.2022 | 2219NR014 | ForestValue: Bereitstellung von Wissen per Mausklick zur Spezifizierung der Leistungsfähigkeit von Holz und seiner Gebrauchsdauer - Akronym: ClickDesign | CLICKdesign steht für ‚Mouse click design and specification‘, wodurch die Kernidee des Projektes wiedergegeben wird. Leistungsbeschreibungen für Holzprodukte sollten ermöglicht und für eine verlässliche Gebrauchsdauerplanung aufbereitet werden. Grundlagen für eine dauerhaftigkeits- und performance-basierte Konstruktionsplanung sollten zusammengetragen, aufeinander abgestimmt und für ein übergeordnetes Vorhersage- und Planungsmodell nutzbar gemacht werden. Im Konsortium war die Universität Göttingen maßgeblich für die Modellierung von Abbauprozessen und der Materialresistenz sowie im Rahmen experimenteller Studien für Dauerhaftigkeitsprüfungen und Feuchtemonitoring verantwortlich. Die wissenschaftlichen Ziele lassen sich wie folgt zusammenfassen: • Ermittlung des Zusammenhangs zwischen inhärenten Holzeigenschaften, der Exposition im Gebrauch und der Wirkung (Leistungsfähigkeit) im Zusammenhang mit unterschiedlichen fest definierten Grenzzuständen • Zusammenbringen von Expositions-, Abbau- und Resistenzmodellen sowie zugehöriger Datenquellen (Datenbanken) zur Performance von Holz und holzbasierten Materialien, um einen gemeinsamen pan- europäischen holistischen Ansatz zu generieren • Validierung eines Modell-Satzes durch europaweite Fallstudien an Realbauwerken in Zusammenarbeit mit Sachverständigen, Gutachtern, und Planungsbüros • Inspiration neuartiger Design-Lösungen und –Spezifizierungen insbesondere im Hinblick auf die zu erwartende zunehmende Bedeutung der Digitalisierung • Bereitstellung eines BIM-kompatiblen Software-Tools für eine dauerhaftigkeitsbasierte Bewertung der Leistungsfähigkeit von Holzkonstruktionen | In Form einer web-basierten Vorhersage-Software sind die Projektergebnisse aus CLICKdesign umfassend und in komprimierter Form für Fachleute und Laien aufbereitet und verfügbar gemacht worden. Das Gebrauchsdauervorhersage-Tool ist modular aufgebaut und umfasst die Bereiche (1) Gefährdung durch holzzerstörende Pilze im Bodenkontakt, (2) Gefährdung durch holzzerstörende Pilze außerhalb des Bodens, (3) Gefährdung durch Termiten (und andere Insekten), (4) ästhetische Veränderungen von Holzoberflächen und (5) Standsicherheit und strukturelle Integrität von Holzkonstruktionen. Durch den Partner Universität Göttingen wurden in AP 1 im Rahmen einer umfassenden Literatur- und Datenbankstudie weltweit verfügbare Modellierungsansätze gesichtet, analysiert und hinsichtlich ihrer Eignung für das Projekt bewertet. In AP 2 wurden sogenannte ‚missing features‘ nebst notwendigen empirischen bzw. experimentellen Studien identifiziert, um die bestehenden Lücken für die angestrebte Modellierung zu schließen. In AP 3 wurden verschiedene Methoden und Modelle genutzt, um den Einfluss biotischer und abiotischer Einflussfaktoren auf die optische Erscheinung von Holz und deren Wirkung auf das subjektive Empfinden von Nutzern des Werkstoffes Holz zu quantifizieren. In AP 4 wurde der Einfluss pilzlichen Holzabbaus auf relevante elasto-mechanische Eigenschaften bestimmt. In AP 5 wurden Faktoren, die das Auftreten und den Befall von Holz durch Termiten bestimmen, unter Berücksichtigung der aktuellen Verbreitung unterschiedlicher Arten in Europa eine Bewertung vorgenommen und einzelne Faktoren auf die Möglichkeit hin untersucht, im Rahmen von Dosis-Wirkungsbeziehungen abgebildet und quantitativ erfasst zu werden. In AP 6 wurden Strukturen und Oberflächen für ein übergeordnetes Modell und die entsprechende Vorhersage- und Planungssoftware entworfen und anhand von Fallbeispielen validiert. | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 39-33542 holger.militz@uni-goettingen.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | X |
| 01.04.2019 | 01.10.2022 | 2219NR120 | ForestValue: Verbesserung des Brandschutzes für Konstruktionen mit Ingenieurholzbauprodukten und -systemen; Teilvorhaben 1: Klassifizierungsmethode für Klebstoffe und Klebstoffverhalten bei erhöhten Temperaturen - Akronym: FIRENWOOD | Übergeordnete Zielsetzung des Forschungsvorhabens war, die experimentellen Grundlagen sowie geeignete Klassifizierungsmethoden für strukturelle Holzklebstoffe für feuerwiderstandsfähige und diesbezüglich berechenbare Holzbauteile und –anschlüsse zu schaffen. Diesbezüglich gilt, dass bis heute in Europa, im Gegensatz zu Nordamerika, keine normativ oder baurechtlich geregelten Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit von Klebstoffen für tragende Holzbauteile für den Temperaturbereich oberhalb 90°C existieren. Dieser Sachverhalt stellt für die vermehrte sichere Verwendung von Ingenieurholzbaustoffen die Holz-wuchsbedingt durchweg geklebt sind, eine erhebliche Einschränkung und einen erheblichen Wettbewerbsnachteil gegenüber weniger nachhaltigen nicht biogenen Rohstoffen dar. Weiterhin sollten verbesserte Berechnungs- und Bemessungsverfahren entwickelt werden, welche die optimierte und geregelte Anwendung von brandschutztechnisch sicheren Holzprodukten und Holz-Holz-Anschlüssen in (Holz-)Bauwerken ermöglichen. In dem von der Forschungsstelle bearbeiteten Teilvorhaben 1 sollten in den Arbeitspaketen (WPs) 2, 3 und 4 die folgende Projektaufgaben durchgeführt werden. Im Programmteil T 2.1 von WP2 sollte, sodann von zentraler Bedeutung für das Gesamtforschungsvorhaben, eine holztemperatur- bzw. brandrelevante Klassifizierungsmethode für Klebstoffe erarbeitet werden. Im T 2.2 sollten Eingangsgrößen für thermische und mechanische Modellierungen benannt werden. Das WP3 "Experimentelle Validierung" repräsentiert im Teilvorhaben 1 den größten Arbeitsumfang und legt die Grundlagen für das Klassifizierungssystem im WP 2. Im WP3-Programmteil T 3.1 "Klebstoffverhalten bei höheren Temperaturen" sollten vier unterschiedliche Prüfmethoden angewendet werden. Im WP4 oblag dem Teilvorhaben 1 in den Programmteilen T 4.1, T 4.2 und T 4.3 die Leitung bei der Ergebnisverwertung und Kommunikationsstrategie, der transnationalen Zusammenarbeit sowie der fortlaufenden Ergebnisverbreitung. | Zur Erreichung der Zielsetzung, die infolge der Vielfalt der heute verwendeten chemisch-physikalisch unterschiedlichen Klebstofffamilien und –produkte eine sehr komplexe Thematik adressierte, wurden in dem Forschungsvorhaben 13 unterschiedliche Klebstoffe aus fünf generisch unterschiedlichen Klebstofffamilien (Phenol-Resorcin-Formaldehyd (PRF), Melamin-(Harnstoff-)Formaldehyd (MUF/MF), Einkomponenten-Polyurethan (1K-PUR), Emulsion-Polymer-Isocyanat (EPI), Zweikomponenten-Epoxydharz (2K-EP)) untersucht. Bei den Ergebnissen von letztlich sieben unterschiedlichen Prüfverfahren, die bezüglich der Prüfkörperform und Herstellung teilweise an bestehende Klebstoffprüfnormen angelehnt waren, war methodenübergreifend ein klebstofffamilien- und produktbezogen sehr differenziertes Klebfugen-Scherfestigkeits-Temperaturverhalten festzustellen. Die größte und reproduzierbare Trennschärfe aller untersuchten Verfahren zeigte die eng an EN 17224 angelehnte SLCS-Methode (einschnittige Druckscherprüfung), die erstmalig auch im Temperaturbereich von 232°C - 270°C angewandt wurde. Hierbei wurde zunächst für Vollholz-Referenzproben eine (bi-)lineare Temperatur-Festigkeits-Referenzkurve für die Temperaturbereiche 20°C - 180°C und, hier wesentlich, für 180°C - 270°C erstellt. Die untersuchten PRF, MUF und MF-Klebstoffe zeigten ein mit Vollholz weitgehend vergleichbares temperaturabhängiges Scherfestigkeitsverhalten bis zu 270°C auf. Im Gegensatz hierzu wiesen die 1K-PUR und EPI Klebstoffe weit überwiegend eine wesentlich ausgeprägtere Festigkeitsabminderung bei erhöhten Temperaturen im Bereich von rd. 180°C – max. 220°C auf. Basierend auf den Versuchsergebnissen konnte ein experimentell abgesichertes, transparentes Klebstoff-Klassifizierungssystem für das Hochtemperatur- und Brandverhalten von strukturellen Holzklebstoffen erstellt werden. Die entwickelten Klassifizierungsmethoden werden von den CEN-Normungsgremien TC 250/SC5 und TC 193/SC1 für die normative Umsetzung befürwortet. | Dr. Simon Aicher Tel.: +49 711 68562287 simon.aicher@mpa.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart - Otto-Graf-Institut - Materialprüfungsanstalt Pfaffenwaldring 32 70569 Stuttgart | |
| 01.10.2019 | 31.05.2023 | 2219NR179 | Verbundvorhaben: Integrierte Holz-Stahl-Hybridelemente für Gewerbe- und Mehrgeschossbau; Teilvorhaben 2: Effiziente Holz-Verbindungen mit sehr dünnen Stahlblechen - Akronym: HS-Hybrid | Die Anwendungsbereiche von Holz in Gewerbegebäuden und im Mehrgeschossbau sind mit Ausnahme des traditionellen Wohnungsbaus bislang nicht oder nur schwer zugänglich für holzbasierte Bausysteme. Deswegen wird in diesem Vorhaben gezielt eine Hybridbauweise entwickelt, die die multifunktionellen Anforderungen im Bauwesen erfüllen kann. Kriterien wie Tragfähigkeit, Steifigkeit (große Spannweiten), Schalldämmung, Brand- und Schwingungsverhalten werden in ihrem Zusammenhang untersucht und beurteilt. Die Interdisziplinarität einer solchen Hybridbauweise fordert und fördert daher die Zusammenarbeit unterschiedlicher Experten aus Materialwissenschaften, Ingenieurholzbau und Akustik/Dynamik. Im Rahmen der förderpolitischen Ziele wird in diesem Vorhaben das Marktpotenzial von Holz und Holzwerkstoffen verbessert, bzw. es werden Hybridelemente entwickelt, damit neue Märkte erschlossen werden können: • Holz-Stahl-Hybridelemente (HSH-Elemente) sind Elemente auf Basis neuer Materialkombinationen mit großem wirtschaftlichem Potenzial, die bisher weder in Deutschland noch in Europa auf dem Markt verfügbar sind. • Die Verbindungen zwischen Holz und Stahl können in einer industriellen Vorfertigung schnell, vollautomatisch und wirtschaftlich realisiert werden. • Die Anwendung hochwertiger Holzprodukte wie Furnierschichtholz (FSH) und Brettsperrholz (BSP) in bisher unerschlossenen Volumenmärkten wie Gewerbe- und Mehrgeschossbau (Hotels, Bürogebäude, Schulen, usw.) mit freien Spannweiten bis zu 10 m wird ermöglicht. • Durch Anwendung von stiftförmigen Verbindungsmitteln und den Verzicht auf Beton wird der Rückbau vereinfacht und damit die materialoptimierte Entsorgung und das Recycling ermöglicht. | Dr. ir. Carmen Sandhaas Tel.: +49 721 608-43646 sandhaas@kit.edu Karlsruher Institut für Technologie (Universitätsaufgabe) - Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine - Abt. Stahlbau Otto-Ammann-Platz 1 76131 Karlsruhe | ||
| 01.10.2019 | 30.06.2022 | 2219NR191 | Verbundvorhaben: Entwicklung und technologische Umsetzung tragender Profilstrukturen auf Basis von Holzfurnieren für ein ultraleichtes Stativ für Fotoanwendungen; Teilvorhaben 2: Kennwertbestimmung und Modellierung des Werkstoff- und Strukturverhaltens - Akronym: FURNIER | Die Firma Berlebach Stativtechnik ist ein KMU aus dem ländlichen Raum Sachsens und produziert innovative Fotostative auf Basis des regional verfügbaren Werkstoffs Holz. Im Marktsegment der Fotostative konnte sich das Traditionsunternehmen ein Alleinstellungsmerkmal und weltweit zahlreiche Kunden erarbeiten. Die holzbasierten Stative sind robust, langlebig und zeichnen sich durch optisch sowie haptisch hervorragende natürliche Materialien aus. Diesen positiven Eigenschaften stehen jedoch ein hohes Packmaß und ein vergleichsweise hohes Bauteilgewicht gegenüber. Im Bereich des Stativbaus kann seit geraumer Zeit ein Trend hin zu leichten und robusten Werkstoffen festgestellt werden. Hier werden neben Aluminium vor allem faserverstärkte Kunststoffe, insbesondere mit Kohlenstofffaserverstärkung (CFK) für die Auslegung der Stativbeine eingesetzt. Das primäre Ziel ist hierbei ein möglichst geringes Bauteilgewicht bei gleichzeitig hoher Tragfähigkeit zu realisieren. Entsprechende Produkte aus CFK sind deutlich kleiner dimensioniert und für den einfachen Transport prädestiniert. Die Holzstative verlieren in dieser Situation zunehmend ihre Wettbewerbsfähigkeit. Eine Möglichkeit zur Optimierung der Stativbeine unter Beibehaltung des Naturwerkstoffs Holz stellt der Einsatz von Furnier zur Herstellung von Hohlprofilen dar. Ziel des Verbundvorhabens FURNIER liegt daher in der Entwicklung und Umsetzung von tragenden Profilstrukturen mit komplexer Geometrie auf Basis von Furnieren. Dabei wir eine hohe haptische und optische Qualität angestrebt. Die Entwicklung von Material- und Versagenskarten in Abhängigkeit des Furnieraufbaus sowie die Charakterisierung der physikalischen Eigenschaften und des Schwingungsverhaltens des Werkstoffs stellen neben der Entwicklung angepasster Fertigungsprozesse zur Verarbeitung und Umformung flächiger Holzfurniere die Teilziele dar. Zur Demonstration der Umsetzbarkeit des Vorhabens werden Stative mit teleskopierbaren Furnierprofilen aufgebaut. | Im Rahmen von FURNIER wurde eine durchgängige Prozesskette zur Herstellung von Stativbeinsegmenten aus Furnier entwickelt. Beginnend bei der Auswahl geeigneter Holzarten wurden zunächst werkstoff-mechanische Kennwerte mittels zerstörender Prüfmethoden sowie das Werkstoffdämpfungsverhalten bestimmt. Diese Kennwerte dienten zur Erstellung von Material- und Versagenskaten sowie als Eingangsgröße zur numerischen Modellierung des Leichtbauprofils und zur Optimierung geometrischer Parameter. Anhand von prozesstechnologischen Studien konnte eine Umformtechnologie für Furnier zu Hohlprofilen entwickelt und bzgl. Oberflächenqualität und Maßhaltigkeit optimiert werden. Mit einem zweistufigen Prozess aus membranbasierter Umformtechnologie und anschließendem Fügeschritt wurde eine Prozesskette aufgestellt die den gestellten Anforderungen entspricht. Als wichtigster Meilenstein wird die Herstellung von optisch und haptisch sehr hochwertigen Furnierprofilen mit minimalen Biegeradien von 8 mm angesehen. Mit der Herstellung Demonstrator-Stativen mit Beinsegmenten aus Furnierprofilen konnte eine erhebliche Massereduktion bei verringertem Packmaß und unter Beibehaltung der erforderlichen Nutzlast erzielt werden. An den Demonstratoren konnte die entwickelte Klemmung sowie das Montageprinzip getestet werden. Mit einer abschließenden Schwingungsmessung am Gesamtstativ konnte das hohe Leichtbaupotential auch im Hinblick auf die stark verbesserten Schwingungseigenschaften eindrucksvoll bewiesen werden. | Prof. Dr.-Ing. habil Maik Gude Tel.: +49 351 463-38153 maik.gude@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik - Professur Leichtbaudesign und Strukturbewertung Holbeinstr. 3 01307 Dresden | X |
| 01.07.2020 | 31.12.2022 | 2219NR250 | Nachhaltige Holzschutzbeschichtungen auf Stärkeester-Basis - Akronym: NAHOSTAR | Holz ist ein nachwachsender Rohstoff, der – sachgerecht angewandt – als langlebiger und belastbarer Werkstoff vielseitig eingesetzt werden kann. Dabei hängt die Dauerhaftigkeit solcher Holzprodukte entscheidend davon ab, inwieweit es gelingt, die Holzoberflächen vor schädigenden Einflüssen zu schützen. Dies kann insbesondere durch eine Oberflächenbeschichtung geschehen. Da die heute marktrelevanten Beschichtungen jedoch zu ganz überwiegendem Anteil erdölbasiert produziert werden, die Projektantragsteller kürzlich in einem FNR-Vorlaufprojekt aber gefunden haben, dass spezielle Stärkeester sehr gute Beschichtungsbindemittel für Metalloberflächen darstellen, liegt es nahe, das Potenzial dieser auf nachwachsenden Rohstoffen basierenden Stärkeester gerade auch als Beschichtungsbindemittel für Holzoberflächen auszuloten. | Dr. rer. nat. Christina Gabriel Tel.: +49 331 568-1620 christina.gabriel@iap.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung (IAP) Geiselbergstr. 69 14476 Potsdam | ||
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 2219NR309 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Verfahren zur Verminderung der Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus Buchen-MDF; Teilvorhaben 3: Beschichtung der MDF und Prüfung der Beschichtungsqualität - Akronym: Buchen-MDF | Das Forschungsvorhaben hat das Ziel, die Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus mitteldichten Faserplatten (MDF) aus Buchenholz durch praxisrelevante Maßnahmen erheblich zu reduzieren und hierdurch den Anwendungsbereich von Buchen-MDF zu erweitern. Buchen-MDF in Tiefziehqualität mit einer verminderten Essigsäureabgabe bieten Vorteile im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von 3D-Möbelfronten für Küchen- und Badmöbel. Da das Buchenholz bzw. die Buchenholzfasern von sich aus bereits vergleichsweise arm an primären Extraktstoffen (Terpene, Fette, Harze) sind, wird erwartet, dass sich eine verminderte Essigsäureabgabe der Buchen-MDF positiv auf das Emissionsverhalten und das 3D-Beschichtungsverhalten der MDF unter Einsatz von Polyurethanklebstoffen (PU-Klebstoffe) auswirkt und das Risiko einer Delaminierung der PVC-Folien bei Verwendung von PU-Klebstoffen reduziert wird. Ferner soll durch eine verringerte Essigsäureemission die Feuchtebeständigkeit bzw. die Hydrolyseresistenz von mit Klebstoffen auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanaten (PMDI) verleimten Buchen-MDF erhöht werden. Dies kommt der Bestrebung der Holzindustrie entgegen, MDF stärker im Bauwesen zu verwenden. | Robert Kellinghaus Tel.: +49 5244 49-0 r.kellinghaus@bs-bauprogramm.de B.S.-Bauprogramm GmbH Rüschfeld 1 33397 Rietberg | ||
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 2219NR311 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Verfahren zur Verminderung der Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus Buchen-MDF; Teilvorhaben 2: Aufschlussuntersuchungen und MDF-Herstellung im Pilotmaßstab - Akronym: Buchen-MDF | Das Forschungsvorhaben hat das Ziel, die Abgabe von flüchtigen organischen Säuren aus mitteldichten Faserplatten (MDF) aus Buchenholz durch praxisrelevante Maßnahmen erheblich zu reduzieren und hierdurch den Anwendungsbereich von Buchen-MDF zu erweitern. Buchen-MDF in Tiefziehqualität mit einer verminderten Essigsäureabgabe bieten Vorteile im Hinblick auf ihre Verwendung zur Herstellung von 3D-Möbelfronten für Küchen- und Badmöbel. Da das Buchenholz bzw. die Buchenholzfasern von sich aus bereits vergleichsweise arm an primären Extraktstoffen (Terpene, Fette, Harze) sind, wird erwartet, dass sich eine verminderte Essigsäureabgabe der Buchen-MDF positiv auf das Emissionsverhalten und das 3D-Beschichtungsverhalten der MDF unter Einsatz von Polyurethanklebstoffen (PU-Klebstoffe) auswirkt und das Risiko einer Delaminierung der PVC-Folien bei Verwendung von PU-Klebstoffen reduziert wird. Ferner soll durch eine verringerte Essigsäureemission die Feuchtebeständigkeit bzw. die Hydrolyseresistenz von mit Klebstoffen auf Basis von polymerem Diphenylmethandiisocyanaten (PMDI) verleimten Buchen-MDF erhöht werden. Dies kommt der Bestrebung der Holzindustrie entgegen, MDF stärker im Bauwesen zu verwenden. | Dr. Detlef Krug Tel.: +49 351 4662-342 detlef.krug@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.01.2020 | 30.06.2023 | 2219NR372 | Verbundvorhaben: Entwicklung von Probennahme-, Prüf- und Klassifizierungsverfahren zur Bestimmung der biologischen Dauerhaftigkeit von Holz und Holzprodukten; Teilvorhaben 2: Natives sowie Holzschutzmittel-behandeltes Holz - Akronym: DuraTest | Die Bestimmung und Klassifizierung der Dauerhaftigkeit von Holz gegen holzzerstörende Organismen ist auf europäischer Ebene durch DIN EN 350 geregelt. Mit der Neufassung von 2016 wurde der Anwendungsbereich dieser Norm u. a. auf schutzmittelbehandelte und modifizierte Hölzer sowie Holzwerkstoffe erweitert. Eine Klassifizierung der Dauerhaftigkeit von modifizierten Holzprodukten und -materialien sowie von Holzwerkstoffen ist auf Basis der derzeit verfügbaren Methoden und Regelungen (DIN EN 350:2016 und darin aufgeführte Prüfnormen) allerdings nicht möglich. So ist nach DIN EN 350 weiter unklar, welche Probenahme- und Prüfverfahren anzuwenden sind, wie die Klassifizierung auf Basis der Prüfergebnisse erfolgt und welche Schlussfolgerungen für Gebrauchsdauer bzw. Leistungsfähigkeit von holzbasierten Materialien und Produkten resultieren. | Christian Brischke Tel.: +49 551 39-29514 christian.brischke@uni-goettingen.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.05.2020 | 30.06.2024 | 2220HV001X | Entwicklung einer Datenschnittstelle für die automatisierte, statische Berechnung neuartiger, digital vorgefertigter Holztragwerke mit Holz-Holz Verbindungen - Akronym: FPNR-DTC-TU-KL | Das von der Forschungsgruppe DTC "Digital Timber Constructon" der TU Kaiserslautern geplante Projekt befasst sich mit der Entwicklung einer Software zur automatischen Generierung sowie Umwandlung von Architektur und Strukturdaten von Holztragwerken in berechenbare statische Systeme sowie Fabrikationsdaten. Mit Hilfe der geplanten Portierungsschnittstelle soll es möglich sein Holzbauwerke sowie Holz-Holz Verbindungen effizienter zu planen, zu berechnen und mit Hilfe von digitalen Fertigungsmethoden wie CNC-Fräsen, Fräsrobotern sowie Abbund- und Plattenbearbeitungsanlagen automatisiert zu fertigen. Zur Erhöhung der Materialeffizienz soll die geplante Software durch Anwendung spezieller Algorithmen in der Lage sein, aus Rest- und Verschnittmaterialien neue zusammengesetzte Bauteile zu erzeugen sowie ein effizientes Nesting durchzuführen. Durch die Anbindung an eine Statiksoftware können Bauteilgeometrien und Verbindungen entsprechend den aufzunehmenden Belastungen statisch optimiert werden. Insbesondere soll durch das Bereitstellen dieser, als Open Source Projekt geplanten, Software eine höhere Planungs-, Fertigungs- sowie Material- und Energieeffizienz erreicht werden. Dadurch lassen sich Planungsfehler rechtzeitig erkennen, sowie die Ausführungsqualität erhöhen. Mit Hilfe der geplanten Software sollen Standardbauteile, sowie bisher nicht oder nur mit sehr großem Aufwand modellierbare Tragwerke z.B. Schalentragwerke aus Holzplatten generiert und berechnet werden können. Schalentragwerke erlauben hohe Spannweiten bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz. In der zweiten Projektphase soll die entwickelte Software genutzt werden um neuartige Schalentragwerke aus Brettsperrholz wissenschaftlich zu untersuchen sowie einen Prototyp einer Schalenkonstruktion auf einem Versuchsgelände zu errichten. Am Versuchsbau soll Messtechnik angebracht werden, sodass neue Erkenntnisse über den Kraftfluss, das Verformungs- sowie Langzeitverformungsverhalten gewonnen werden können. | Prof. Dr. Christopher Robeller Tel.: +49 152 0471 6224 christopher.robeller@hs-augsburg.de Hochschule für angewandte Wissenschaften Augsburg An der Hochschule 1 86161 Augsburg | ||
| 01.06.2020 | 31.08.2024 | 2220HV002X | Längsverbindungen hölzerner Masten und Verdrängungspfähle - Akronym: Laengsverbindungen | Übergeordnetes Ziel dieses Vorhabens ist es, bisher ungenutztes Potential von regional vorhandenen dauerhaften Holzqualitäten nutzbar zu machen. Daher soll eine kraftschlüssige, dauerhafte und leicht handhabbare Längsverbindung für hölzerne Pfähle im Wasserbau entwickelt und konstruiert werden, die es ermöglicht, einzelne Pfahlabschnitte zu einem voll tragfähigen Pfahl beliebiger Länge zu fügen. Durch das Fügen einzelner Pfahlabschnitte - kann anfallendes Altholz (Wasserbauholz) einer neuen Verwendung zugeführt werden, indem noch intakte Pfahlabschnitte aufbereitet und zu neuen Pfählen ausreichender Länge gefügt werden können. - müssen geschädigte Pfähle nicht vollständig, sondern nur in Teilbereichen erneuert werden, so dass intakte Bereiche verbleiben und weiter genutzt werden. - kann der Einsatz heimischer Hölzer wieder konkurrenzfähig werden, da dauerhafte Kernholzabschnitte zu Holzpfählen mit hohen und nahezu konstanten Dauerhaftigkeiten und Tragfähigkeiten über eine theoretisch beliebige Länge gefügt werden können. In dem Vorhaben werden geeignete Längsverbindungen in umfangreichen klimatischen, statischen und dynamischen Versuchsreihen validiert und evaluiert. Unter realistischen Arbeitsbedingungen ausgeführte Vor-Ort-Versuche sollen die praxistaugliche Eignung unter diversen realen Randbedingungen nachweisen. Begleitend erfolgen die Implementierung eines Belastungsmodells sowie eines Finite-Elemente-Modells zur Bemessung sowie die Entwicklung von Praxisempfehlungen für potentielle Nutzer. Für den Einsatz von Altholz ist zudem die Entwicklung eines Verfahrens zur Selektierung von rückgebautem Wasserbauholz im Hinblick auf die Wiederverwendbarkeit vorgesehen. Ein besonderer Fokus muss dabei auf die Rammbarkeit der gefügten Pfähle gelegt werden, da Pfähle im Wasserbau als sogenannte Verdrängungspfähle üblicherweise durch Schlag- oder Vibrationsrammungen installiert werden. | Prof. Dr.-Ing. Nabil A. Fouad Tel.: +49 511 762-2403 fouad@ifbp.uni-hannover.de Leibniz Universität Hannover - Fakultät für Bauingenieurwesen und Geodäsie - Institut für Bauphysik Appelstr. 9a 30167 Hannover | ||
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV003A | Verbundvorhaben: Digital basierte, integrale Planungsmethodik für Systemhallendächer aus Holz mit Fokussierung auf automatisierte Fertigungs- und Vormontageprozesse; Teilvorhaben 1: Entwicklung digital basierter Planungsprozesse für Holzkonstruktionen - Akronym: TimberPlanPlus | Das Gesamtziel des Projekts ist die Entwicklung einer digital basierten Planungsmethodik für landwirtschaftliche Gebäude, die alle erforderlichen Fachplanungen integriert und informationsverlustfrei verknüpft sowie explizit auf voll- oder teilautomatisierte, NC-gesteuerte Fertigungs- und Vormontageprozesse in regional agierenden KMU des Holzbaus ausgerichtet ist. Konkret angesprochen wird der Bau von materialeffizienten und robusten Sytemdachkonstruktionen nach dem ReFlexRoof-System für landwirtschaftlich genutzte Hallen auf der Basis einer gezielten Integration und Weiterentwicklung der flächendeckend gegebenen Bearbeitungs- und Montagekompetenz durch das Zimmerer- und Dachdeckerhandwerk sowie der primären Nutzung von Holz als Baustoff in regionaler Produktion. Mit dem Projekt werden folgende Ergebnisse avisiert: > Konzept für eine alternative Organisation des Planungsprozesses, inkl. der Interaktion der Planungsbeteiligten > Inhaltlicher und organisatorische Beschreibung der Leistungspakete der einzelnen Pla-nungsbeteiligten, inkl. klarer Abgrenzungen und Definition von Schnittstellen > Entwicklung eines integralen, parametrischen Bemessungskonzepts für Tragwerksplanung, Bauphysik und Brandschutz in Abhängigkeit der Gebäudekubatur, der Nutzung und des Standortes Die Ergebnisse des Forschungsprojekts beschreiben die grundlegenden Voraussetzungen für die Etablierung eines vermarktungsfähigen, integrierten Planungs-, Bau- und Vertriebssystems für materialsparende Dächer aus Holz für landwirtschaftliche Gebäude, in dem eine variable Gruppe zertifizierter Unternehmen (im Sinne einer Gütegemeinschaft) kooperativ zusammenarbeitet. | Prof. Dr.-Ing. Alexander Stahr Tel.: +49 341 3076 6263 alexander.stahr@htwk-leipzig.de Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig Karl-Liebknecht-Str. 132 04277 Leipzig | ||
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV003B | Verbundvorhaben: Digital basierte, integrale Planungsmethodik für Systemhallendächer aus Holz mit Fokussierung auf automatisierte Fertigungs- und Vormontageprozesse; Teilvorhaben 2: Entwicklung des parametergesteuerten statischen Bemessungskonzepts - Akronym: TimberPlanPlus | Das Projekt fokussiert auf eine Erhöhung der Nutzungsquote von Holz für den Bau landwirtschaftlich genutzter Hallen. Es thematisiert die Entwicklung einer digital basierten, parametrisierten Planungsmethodik. Diese soll alle erforderlichen Fachplanungen integrieren und informationsverlustfrei verknüpfen, sodass im Ergebnis eine wirtschaftlich hoch effiziente, voll- oder teilautomatisierte, NC-gesteuerte Fertigung und Vormontage durch regional agierende KMU möglich wird. Konkret angesprochen wird der Bau von materialeffizienten und robusten Systemdachkonstruktionen aus Holz und Holzwerkstoffen in regionaler Produktion nach dem System "ReFlexRoof". Die flächendeckend gegebenen Bearbeitungs- und Montagekompetenz durch das Zimmerer- und Dachdeckerhandwerk soll dabei im Kontext digitaler Methoden gezielt weiterentwickelt werden. Mit dem Projekt werden folgende Forschungsthemen adressiert: - Konzept für eine alternative Organisation des Planungsprozesses auf Basis einer vollständig digitalen Kommunikation und Interaktion der Planungsbeteiligten - Organisatorische Beschreibung der Leistungspakete von Vorplanung bis Montageanleitung, inkl. klarer inhaltlicher Abgrenzungen und Definition von Informations-Schnittstellen - Modellierung der Systemdachkonstruktion unter Berücksichtigung aktueller BIM-Schnittstellen - Entwicklung eines integralen, parametrischen Bemessungskonzepts für Tragwerksplanung, Bauphysik und Brandschutz in Abhängigkeit von Gebäudekubatur, Nutzung und Standort - Berücksichtigung der Themen Rückbaubarkeit, Recycling und Ökobilanzierung im Gesamtkonzept - Sicherung der Schnittstellenübereinstimmung zwischen den einzelnen Bearbeitungsparametern Das Forschungsprojekt soll die Grundlagen für die Etablierung eines vermarktungsfähigen, vollständig digital basierten, integrierten Planungs-, Bau- und Vertriebssystems für materialsparende Systemdachkonstruktionen aus Holz für landwirtschaftliche Gebäude nach dem Prinzip "ReFlexRoof" liefern. | Prof. Dr.-Ing. Christian Heidenreich Tel.: +49 351 462-3411 christian.heidenreich@htw-dresden.de Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden (FH) Friedrich-List-Platz 1 01069 Dresden | ||
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV003C | Verbundvorhaben: Digital basierte, integrale Planungsmethodik für Systemhallendächer aus Holz mit Fokussierung auf automatisierte Fertigungs- und Vormontageprozesse; Teilvorhaben 3: Leitdetails - Konstruktion und Bauphysik - Akronym: TimberPlanPlus | Das Projekt fokussiert auf eine Erhöhung der Nutzungsquote von Holz für den Bau landwirtschaftlich genutzter Hallen. Es thematisiert die Entwicklung einer digital basierten, parametrisierten Planungsmethodik. Diese soll alle erforderlichen Fachplanungen integrieren und informationsverlustfrei verknüpfen, sodass im Ergebnis eine wirtschaftlich hoch effiziente, voll- oder teilautomatisierte, NC-gesteuerte Fertigung und Vormontage durch regional agierende KMU möglich wird. Konkret angesprochen wird der Bau von materialeffizienten und robusten Sytemdachkonstruktionen aus Holz und Holzwerkstoffen in regionaler Produktion nach dem System "ReFlexRoof". Die flächendeckend gegebenen Bearbeitungs- und Montagekompetenz durch das Zimmerer- und Dachdeckerhandwerk soll dabei im Kontext digitaler Methoden gezielt weiterentwickelt werden. Mit dem Projekt werden folgende Forschungsthemen adressiert: - Konzept für eine alternative Organisation des Planungsprozesses auf Basis einer vollständig digitalen Kommunikation und Interaktion der Planungsbeteiligten - Organisatorische Beschreibung der Leistungspakete von Vorplanung bis Montageanleitung, inkl. klarer inhaltlicher Abgrenzungen und Definition von Informations-Schnittstellen - Modellierung der Systemdachkonstruktion unter Berücksichtigung aktueller BIM-Schnittstellen - Entwicklung eines integralen, parametrischen Bemessungskonzepts für Tragwerksplanung, Bauphysik und Brandschutz in Abhängigkeit von Gebäudekubatur, Nutzung und Standort - Berücksichtigung der Themen Rückbaubarkeit, Recycling und Ökobilanzierung im Gesamtkonzept - Sicherung der Schnittstellenübereinstimmung zwischen den einzelnen Bearbeitungsparametern Das Forschungsprojekt soll die Grundlagen für die Etablierung eines vermarktungsfähigen, vollständig digital basierten, integrierten Planungs-, Bau- und Vertriebssystems für materialsparende Systemdachkonstruktionen aus Holz für landwirtschaftliche Gebäude nach dem Prinzip "ReFlexRoof" liefern. | Prof. Dr.-Ing. Mike Sieder Tel.: +49 531 391-7800 m.sieder@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Institut für Baukonstruktion und Holzbau Schleinitzstr. 21A 38106 Braunschweig | ||
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV003D | Verbundvorhaben: Digital basierte, integrale Planungsmethodik für Systemhallendächer aus Holz mit Fokussierung auf automatisierte Fertigungs- und Vormontageprozesse; Teilvorhaben 4: Konzeptionierung eines flexiblen Interaktionsmodelles für regional tätige KMU - Akronym: TimberPlanPlus | Das Projekt fokussiert auf eine Erhöhung der Nutzungsquote von Holz für den Bau landwirtschaftlich genutzter Hallen. Es thematisiert die Entwicklung einer digital basierten, parametrisierten Planungsmethodik. Diese soll alle erforderlichen Fachplanungen integrieren und informationsverlustfrei verknüpfen, sodass im Ergebnis eine wirtschaftlich hoch effiziente, voll- oder teilautomatisierte, NC-gesteuerte Fertigung und Vormontage durch regional agierende KMU möglich wird. Konkret angesprochen wird der Bau von materialeffizienten und robusten Sytemdachkonstruktionen aus Holz und Holzwerkstoffen in regionaler Produktion nach dem System "ReFlexRoof". Die flächendeckend gegebenen Bearbeitungs- und Montagekompetenz durch das Zimmerer- und Dachdeckerhandwerk soll dabei im Kontext digitaler Methoden gezielt weiterentwickelt werden. | David Ziegler Tel.: +49 341 231039-144 david.ziegler@imw.fraunhofer.de Fraunhofer-Zentrum für Internationales Management und Wissensökonomie Neumarkt 9-19 04109 Leipzig | ||
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV003F | Verbundvorhaben: Digital basierte, integrale Planungsmethodik für Systemhallendächer aus Holz mit Fokussierung auf automatisierte Fertigungs- und Vormontageprozesse; Teilvorhaben 6: Entwicklung eines Workflows auf Basis einer durchgängigen Daten- bzw. Informationskette - Akronym: TimberPlanPlus | Das Projekt fokussiert auf eine Erhöhung der Nutzungsquote von Holz für den Bau landwirtschaftlich genutzter Hallen. Es thematisiert die Entwicklung einer digital basierten, parametrisierten Planungsmethodik. Diese soll alle erforderlichen Fachplanungen integrieren und informationsverlustfrei verknüpfen, sodass im Ergebnis eine wirtschaftlich hoch effiziente, voll- oder teilautomatisierte, NC-gesteuerte Fertigung und Vormontage durch regional agierende KMU möglich wird. Konkret angesprochen wird der Bau von materialeffizienten und robusten Sytemdachkonstruktionen aus Holz und Holzwerkstoffen in regionaler Produktion nach dem System "ReFlexRoof". Die flächendeckend gegebenen Bearbeitungs- und Montagekompetenz durch das Zimmerer- und Dachdeckerhandwerk soll dabei im Kontext digitaler Methoden gezielt weiterentwickelt werden. Mit dem Projekt werden folgende Forschungsthemen adressiert: - Konzept für eine alternative Organisation des Planungsprozesses auf Basis einer vollständig digitalen Kommunikation und Interaktion der Planungsbeteiligten - Organisatorische Beschreibung der Leistungspakete von Vorplanung bis Montageanleitung, inkl. klarer inhaltlicher Abgrenzungen und Definition von Informations-Schnittstellen - Modellierung der Systemdachkonstruktion unter Berücksichtigung aktueller BIM-Schnittstellen - Entwicklung eines integralen, parametrischen Bemessungskonzepts für Tragwerksplanung, Bauphysik und Brandschutz in Abhängigkeit von Gebäudekubatur, Nutzung und Standort - Berücksichtigung der Themen Rückbaubarkeit, Recycling und Ökobilanzierung im Gesamtkonzept - Sicherung der Schnittstellenübereinstimmung zwischen den einzelnen Bearbeitungsparametern Das Forschungsprojekt soll die Grundlagen für die Etablierung eines vermarktungsfähigen, vollständig digital basierten, integrierten Planungs-, Bau- und Vertriebssystems für materialsparende Systemdachkonstruktionen aus Holz für landwirtschaftliche Gebäude nach dem Prinzip "ReFlexRoof" liefern. | Dipl.-Ing.(FH) Matthias Tremel Tel.: +49 36601 772-0 tremel@strab-holz.de STRAB Ingenieurholzbau Hermsdorf GmbH Industriestr. 11A 07629 Hermsdorf | ||
| 01.05.2020 | 30.04.2023 | 2220HV004A | Verbundvorhaben: Holz in der Aufstockung - Bewertung und Umsetzung von Holz in Aufstockungsmaßnahmen; Teilvorhaben 1: Ökobilanzierung - Akronym: HolzAuf | Aufstockungen stellen eine sinnvolle Möglichkeit dar in bereits dicht besiedelten innerstädtischen Flächen Wohnraum zu schaffen. Gerade für den Holzbau kann das Thema der Aufstockung von Gebäudebeständen eine Zukunftsaufgabe sein, da sich die Vorteile des Holzbaus hier gut umsetzen lassen. Holzbau kann gerade durch sein geringes Gewicht und die große Tragfähigkeit und Vorfertigung für Sanierung / Umbau / Anbau / Aufstockung genutzt werden. Aufstockungen bieten eine Vielzahl von verschiedenen Konstruktionsmöglichkeiten, die neben Kosteneinsparungen auch ökologische Potentiale bilden. Im Rahmen dieses Projektes werden konstruktive Problematiken (hauptsächlich Anschlussbereich Bestand an Holzbau) sowie ökologische Vorgehensweisen überarbeitet. Das Forschungsvorhaben erarbeitet Aufstockungskonstruktionen und bietet Planern und Entscheidungsträgern einen freien Zugang darauf. Dazu wird ein baukonstruktiver Detailkatalog mit verschiedenen Aufstockungskonstruktionen (Wand, Dach, Decke) in Holz erstellt, der neben konstruktiven Lösungen auch eine ökologische Bewertung beinhaltet. Insbesondere der Anschluss des Bestands an die neu zu erstellende Aufstockung wird untersucht und Lösungen für typische Konstruktionen aus verschiedenen Baualtersklassen angeboten. Aus ökologischer Sicht wird eine transparente Vorgehensweise zur ökologischen Bewertung von Aufstockungsmaßnahmen erstellt und eine Integration des Detailkatalogs in eLCA umgesetzt. Um die Forschungsergebnisse zu verifizieren und weitere anwendungsbezogene Probleme zu identifizieren, ist eine Zusammenarbeit mit Praxispartnern aus dem Wohnungsbau geplant. Damit leistet das Vorhaben einen wesentlichen Beitrag, die Verwendung von Holz im Baubereich weiter zu stärken und die in der Charta für Holz 2.0 dargestellten Ziele praktisch umzusetzen, die mit den Aufstockungsmaßnahmen verbundenen klimarelevanten Effekte und Potentiale durch die Substitutions- und Kohlenstoffspeicherwirkung bewertbar zu machen. | Prof. Dr. Annette Hafner Tel.: +49 234 32-21413 annette.hafner@rub.de Ruhr-Universität Bochum - Fakultät Bau- und Umweltwissenschaften - Ressourceneffizientes Bauen Universitätsstr. 150, IC 5-159 44801 Bochum | ||
| 01.05.2020 | 30.04.2023 | 2220HV004B | Verbundvorhaben: Holz in der Aufstockung - Bewertung und Umsetzung von Holz in Aufstockungsmaßnahmen; Teilvorhaben 2: Holz-Aufstockungskonstruktionskatalog - Akronym: HolzAuf | Aufstockungen stellen eine sinnvolle Möglichkeit dar in bereits dicht besiedelten innerstädtischen Flächen Wohnraum zu schaffen. Gerade für den Holzbau kann das Thema der Aufstockung von Gebäudebeständen eine Zukunftsaufgabe sein, da sich die Vorteile des Holzbaus hier gut umsetzen lassen. Holzbau kann gerade durch sein geringes Gewicht und die große Tragfähigkeit und Vorfertigung für Sanierung / Umbau / Anbau / Aufstockung genutzt werden. Aufstockungen bieten eine Vielzahl von verschiedenen Konstruktionsmöglichkeiten, die neben Kosteneinsparungen auch ökologische Potentiale bilden. Im Rahmen dieses Projektes werden konstruktive Problematiken (hauptsächlich Anschlussbereich Bestand an Holzbau) sowie ökologische Vorgehensweisen überarbeitet. Das Forschungsvorhaben erarbeitet Aufstockungskonstruktionen und bietet Planern und Entscheidungsträgern einen freien Zugang darauf. Dazu wird ein baukonstruktiver Detailkatalog mit verschiedenen Aufstockungskonstruktionen (Wand, Dach, Decke) in Holz erstellt, der neben konstruktiven Lösungen auch eine ökologische Bewertung beinhaltet. Insbesondere der Anschluss des Bestands an die neu zu erstellende Aufstockung wird untersucht und Lösungen für typische Konstruktionen aus verschiedenen Baualtersklassen angeboten. Aus ökologischer Sicht wird eine transparente Vorgehensweise zur ökologischen Bewertung von Aufstockungsmaßnahmen erstellt und eine Integration des Detailkatalogs in eLCA umgesetzt. Um die Forschungsergebnisse zu verifizieren und weitere anwendungsbezogene Probleme zu identifizieren, ist eine Zusammenarbeit mit Praxispartnern aus dem Wohnungsbau geplant. Damit leistet das Vorhaben einen wesentlichen Beitrag, die Verwendung von Holz im Baubereich weiter zu stärken und die in der Charta für Holz 2.0 dargestellten Ziele praktisch umzusetzen, die mit den Aufstockungsmaßnahmen verbundenen klimarelevanten Effekte und Potentiale durch die Substitutions- und Kohlenstoffspeicherwirkung bewertbar zu machen. | Prof. Dr.-Ing. Mike Sieder Tel.: +49 531 391-7800 m.sieder@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Institut für Baukonstruktion und Holzbau Schleinitzstr. 21A 38106 Braunschweig | ||
| 01.05.2020 | 31.12.2022 | 2220HV008A | Verbundvorhaben: Rettung von Großvieh bei Brandereignissen landwirtschaftlicher Gebäude in Holzbauweise; Teilvorhaben 1: Bauliche und konstruktive Grundlagen - Akronym: Regrobra | Bei Bränden landwirtschaftlicher Stallungen sind Gebäudeschäden im Allgemeinen durch Versicherer gedeckt. Der materielle und immaterielle Schaden durch den Verlust von Tieren und somit der Produktionsgrundlage des Betriebes ist, wenn überhaupt, nur marginal abgedeckt. Hier setzt das Projekt REGROBRA an. Durch die Entwicklung eines übergreifenden Konzeptes zur Tierrettung, das sowohl bauliche, anlagentechnische als auch organisatorische Maßnahmen verknüpft, soll der Schaden durch den Verlust von Tieren aufgrund mangelnder Rettungsmöglichkeit begrenzt oder verhindert werden. Neben der Umsetzung von baulichen Maßnahmen, wie der Schaffung gesicherter Fluchtkorridore mit geringer Brandlast, welche in Kombination mit anlagentechnischen Maßnahmen im Brandfall die Fluchtmöglichkeit für einen begrenzten Zeitraum ermöglichen, sollen hierbei die Bewegungsabläufe der Tiere im Tagesablauf mit dem Verhaltensmuster im Brandfall abgestimmt und in entsprechende Konzepte integriert werden. Vor allem das kalkulierbare Brandverhalten von Holz kann bei der Ausbildung eines Korridorkonzeptes einen entscheidenden Vorteil bringen. Das Korridorkonzept wird durch einen innovativen Ansatz der Fluchtwegöffnung ins Freie im Rahmen des anlagentechnischen Brandschutzes ergänzt. | Innerhalb des Teilvorhabens 1 (TV 1) des Verbundprojektes wurde ein Beitrag zu den baulichen und konstruktiven Grundlagen einer effektiven Rettung von Großvieh bei Brandereignissen erstellt und Möglichkeiten einer effektiven Brandfrüherkennung sowie Vorschläge für bauliche Maßnahmen erarbeitet. In enger Zusammenarbeit mit den Verbundpartnern der Hochschule Weihenstephan-Triesdorf sowie der Arbeitsgruppe Präventionsingenieure e.V. wurden, soweit feststellbar, in einem ersten Schritt Daten zu Branderhebungen, aufgetretenen (Tier-)Schäden und Brandursachen erhoben. Unter Beachtung vorhandenen Betriebsstrukturen und der nutztierartabhängigen, tierphysiologischen Aspekte wurden Vorschläge für konstruktive und bauliche Durchbildungen von baulichen Anlagen zur Verbesserung einer effektiven Rettung und Nachbetreuung von Großvieh, insbesondere in der Entstehungsphase von Brandereignissen, erarbeitet. Die nach eingehender Analyse bestehender Objektstrukturen erarbeiteten Vorschläge zur Verbesserung der Rettung von Nutztieren wurden konstruktiv in Praxisversuchen validiert. Insbesondere aus dem durchgeführte Pilotversuch der Evakuierung einer Rinderherde konnten Rückschlüsse für weitere baulich-konstruktive Anpassungsmaßnahmen für mögliche Evakuierungsstrategien gezogen werden. | Dr. Sebastian Hirschmüller Tel.: +49 8031 805 2328 sebastian.hirschmueller@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Forschung und Entwicklung Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | X |
| 01.05.2020 | 31.12.2022 | 2220HV008B | Verbundvorhaben: Rettung von Großvieh bei Brandereignissen landwirtschaftlicher Gebäude in Holzbauweise; Teilvorhaben 2: Verhalten von Rindern bei Brandfällen und Strategien zur Evakuierung und Erstversorgung am Unglücksort - Akronym: Regrobra | Ziel des Projekts war die Entwicklung von Strategien für die Evakuierung und Verwahrung von Rindern außerhalb des Brandobjekts, basierend auf Analysen des Tierverhaltens im Brandfall. Die Brandrisiken, sowie die Bedingungen für die Tierrettung wurden für die maßgeblichen Nutzungsarten bewertet. Dem folgend wurde die Milchviehhaltung als Startpunkt identifiziert, um erarbeitete Erkenntnisse im Anschluss für die Ausarbeitung spezifischer Konzepte für weitere Nutzungsarten verwenden zu können. Es wurden bestehende Veröffentlichungen zu Brandschutzkonzepten von Nutztier- und Pferdehaltungen, zum Flucht- und Vermeidungsverhalten von Rindern sowie zu Feuerwehreinsatzberichten bei Stallbränden ausgewertet, um ein Tierrettungskonzept zu erarbeiten und in einem Praxisversuch zu validieren. Bei der detaillierten Analyse der Literatur konnten Wissenslücken bzw. ein Mangel an wissenschaftlichen Vorarbeiten festgestellt werden, bezüglich des Tierverhaltens im Brandfall, zielführender vorsorglicher Maßnahmen zur Vorbereitung von Rettungswegen, sowie im Hinblick auf Hilfestellungen und Hinweisen für Rettungskräfte. Aufbauend auf diesen Ausgangsbedingungen wurde zur Erweiterung der Datenbasis eine Online-Umfrage mit 950 teilnehmenden Feuerwehrangehörigen und von Bränden betroffenen Landwirten durchgeführt, um Erfahrungen aus bisherigen Brandverläufen in Tierhaltungen auszuwerten. Aus der Literatur, Experteninterviews und den erhobenen Erfahrungsberichten ließen sich Hypothesen zur optimalen Gestaltung von Rettungswegen für Rinder formulieren. Zur Überprüfung der Hypothesen wurde, nach erfolgter Tierversuchsgenehmigung der Regierung von Oberbayern, ein Evakuierungsversuch mit einer Milchviehherde in Kooperation mit der örtlichen Feuerwehr durchgeführt, der Pilotcharakter hatte. | In der Online-Umfrage konnten umfangreiche Daten erhoben werden, mit denen sich Aussagen zu den Einflussfaktoren für eine erfolgreiche Tierrettung treffen lassen. Dabei stellte sich u.a. heraus, dass die Bedeutung des organisatorischen Brandschutzes hervorzuheben ist, insbesondere bezüglich der Zusammenarbeit zwischen Feuerwehren und landwirtschaftlichen Betrieben im Sinne einer verbesserten Einsatzvorbereitung durch Betriebsbegehungen, Übungen am Betrieb und der Erstellung von Einsatzplänen. Auch stellte sich ein Bedarf der Feuerwehren an Fortbildungen zum Umgang mit Großtieren und der angepassten Einsatztaktik bei Stallbränden dar. Weiterführende Hypothesen zur optimalen Gestaltung von Rettungswegen konnten in einem Evakuierungsversuch überprüft werden. Dabei konnte die nicht an den Austrieb gewöhnte Versuchsgruppe in unter einer Minute aus dem Stall verbracht werden. In Ergänzung konnte der positive Effekt einer vorhergehenden Gewöhnung der Rinder an den Austrieb auf das Tierverhalten bei der Evakuierung belegt werden. Aus den Ergebnissen abgeleitete Empfehlungen für die Gestaltung und Vorbereitung von Rettungswegen sowie von Sammelstellen für die Rinder außerhalb vom Stall, wurden in einem Bewertungsbogen zusammengefasst, mit dem es Landwirten ermöglicht wird, ihre individuelle betriebliche Situation im Hinblick auf Möglichkeiten der Tierrettung zu bewerten, Schwächen bzw. mögliche Herausforderungen zu erkennen und mit geringem Investitionsbedarf gezielt Verbesserungen zu erreichen und ein Tierrettungskonzept zu erstellen. Die Projektergebnisse stießen auf großes Interesse in der Fachwelt und wurden in zahlreichen Vorträgen, Veröffentlichungen, Workshops und Interviews präsentiert. Im Rahmen des Projekts sind eine Bachelor-, eine Master- und eine Doktorarbeit entstanden. Der Austausch innerhalb eines interprofessionellen Netzwerks aus Partnerorganisationen wurde initiiert, um die Thematik weiterzutragen und im Verbund voranzubringen. | Prof. Dr. Dr. Eva Zeiler Tel.: +49 8161 71 6414 eva.zeiler@hswt.de Hochschule Weihenstephan-Triesdorf -Fakultät Nachhaltige Agrar- und Energiesysteme Am Staudengarten 1 85354 Freising | X |
| 01.05.2020 | 31.12.2022 | 2220HV008C | Verbundvorhaben: Rettung von Großvieh bei Brandereignissen landwirtschaftlicher Gebäude in Holzbauweise; Teilvorhaben 3: Brandschutztechnische Maßnahmen - Akronym: REGROBRA | Im Rahmen des Projektes hat Präventionsingenieure e.V. die Aufgaben hinsichtlich des vorbeugenden, anlagentechnischen und organisatorischen Brandschutzes übernommen. In der Literaturrecherche wurden die entsprechenden Regelwerke zusammengestellt und thematisch so aufbereitet, dass die Informationen einfach abgerufen werden können. Die Stallungskonzepte für Rinder wurden im Hinblick auf brandschutztechnische Maßnahmen analysiert. In diesem Zusammenhang wurden beispielsweise verwendete Entrauchungskonzepte, die Maßnahmen zur Brandmeldeüberwachung und Alarmierung erfasst und analysiert. Dabei wurden die verschiedenen örtlichen Bedingungen vom kleinen Familienbetrieb bis zu mehrteiligen Anlagen berücksichtigt. Spezifische Brandlasten (Futter, Streu, Holz etc.) wurden erfasst und unter Berücksichtigung der Brandabschnitte, der betrieblichen Abläufe und der Zugänglichkeit systematisiert. Die Löschwasserversorgung und vorhandene/erforderliche Flächen für die Feuerwehr wurden aufgenommen. Organisatorische Maßnahmen (Notfallplanung, Brandschutzordnung, Prüf- und Wartungsprotokolle, Feuerwehrpläne, Beschilderung u.ä.) wurden erfasst und analysiert. Vor-Ort-Recherchen und Gespräche mit Beteiligten sowie eine Fachtagung sind Bestandteil des Projektes. Auf dieser Grundlage werden Ansätze für die Notfallplanung im Hinblick auf die Tierrettung konzipiert. Ein Notfallplan ist ein Instrument, das alle relevanten Informationen über Aufgaben, Handlungsanweisungen, Ansprechpartner, Termine beinhaltet und ist somit für einen Betrieb spezifisch ausgelegt. Die Entscheidungsprozesse und Abläufe lassen sich erlernen und einüben. In diesem Zusammenhang wurden bestimmte bedarfs- und situationsorientierte Evakuierungs- und Notfallszenarien in einem Planspiel erprobt. Auf der Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse wird ein Aus- und Weiterbildungskonzept vorbereitet. | Basierend auf Recherche und Analyse von Verlauf und Ursachen konkreter Brandfälle wurden die bauordnungsrechtlichen, bau- und materialtechnischen sowie betrieblichen Regelwerke hinsichtlich der Anforderungen an Stallbau und Tierhaltung ermittelt und dargestellt. Die Schlussfolgerungen daraus wurden mit beteiligten Fachleuten (Landwirte, Kommune, Feuerwehr, Polizei, Baufachleute) in einem Arbeitskreis "Perspektivenwerkstatt" diskutiert und verifiziert. Die Maßnahmen des anlagentechnischen Brandschutzes, die in Industriegebäuden oder in öffentlichen Gebäuden eingesetzt werden, können für die Tierhaltungsanlagen nicht einfach übernommen werden, da die Einsatzbedingungen, betriebliche und bauliche Gegebenheiten nicht vergleichbar sind. Die Stallerweiterungen im Bestand haben eine Verdichtung der Bebauung und damit u.U. auch ein höheres Schadenausmaß zur Folge, bei einem Neubau im Außenbereich könnten die Erkenntnisse im Zuge der Planung berücksichtigt werden. In diesem Fall ist jedoch die Auswirkung von weiteren Faktoren wie Lage und Erreichbarkeit der Tierhaltungsanlagen, Vergrößerung des Tierbestandes u.a. zu beachten. Mögliche innovative Ansätze betreffen beispielsweise kamerabasierte Systeme, Datennutzung aus den Sensoren am Tier bzw. vorhandenen technischen Anlagen. Maßnahmen zur Tierrettung können nur in Zusammenarbeit der verschiedenen Fachbereiche erarbeitet werden. Landwirte müssen aktiv mitwirken – nicht nur, weil sie im Brandfall die Leidtragenden sind, sondern auch, weil sie das besondere Wissen über ihre Betriebe und über den Umgang mit den Tieren haben. Nur gemeinsam mit den Betroffenen kann sichergestellt werden, dass die Maßnahmen auch anwendbar sind und akzeptiert werden. Förderrichtlinien für Stallbau und Tierwohl-Kennzeichnungen sollten um brandschutztechnische Kriterien erweitert werden. Diese Anreize können zur Verbesserung der aktuellen Situation führen und damit dem Tierwohl dienen. | Dr. habil. Dipl.Ing. Zuzana Giertlová Tel.: +49 160 96855565 zuzana@giertlova.de P.ing - Präventionsingenieure e.V. Magdalenenweg 4 82152 Planegg | X |
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV009A | Verbundvorhaben: PyroProBiD - Entwicklung eines Pyrolyse-Prognosemodelles für Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen; Teilvorhaben 1: Modellentwicklung, Verifizierung und Validierung - Akronym: PyroProBiD | Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines validierten, numerischen Pyrolysemodelles welches die Grundlage für die Modellierung des Reaktionsverlaufes für alle gebräuchlichen Dämmstoffe aus nawaRo bilden soll. Um das Modell für eine möglichst große Bandbreite an Baustoffen zu erstellen, werden zunächst einige repräsentative Baustoffe untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei zunächst auf Holz, Holzfasern und Zellulose. Im späteren Verlauf wird die Übertragbarkeit auf weitere NaWaRo-Dämmstoffe wie Hanf, Flachs, Jute und Kork überprüft, deren Schwelprozesse physiko-chemisch ähnlich sind. Zunächst werden die notwendigen Eingangsparameter anhand verschiedener Methoden der physikalischen Chemie bestimmt. Im nächsten Schritt werden labormaßstäbliche Versuche in unterschiedlichen Geometrien durchgeführt und mittels inverser Modellierung mit den Simulationsergebnissen verglichen. Dabei werden insbesondere die Wärme- und Stoffströme in Zusammenhang mit den Faktoren für eine Auslösung und Fortentwicklung der Schwelprozesse betrachtet. Abschließend sollen mehrere Versuchsreihen in größerem Maßstab zur Validierung und Überprüfung der Anwendbarkeit in der Praxis dienen. Die entwickelten physikalischen Zusammenhänge der Schwelprozesse können als Ausgangspunkt für allgemeine Rechenverfahren der nationalen bzw. europäischen Brandschutznormen dienen. Zukünftige Prüfanforderungen an nawaRo-Dämmstoffe, die mit Brandversuchen einhergehen, können somit im Vorfeld potenziell reduziert oder sogar durch das Modell substituiert werden. Durch das zu entwickelnde Modell ist es bei einem gleichbleibenden Sicherheitsstandard möglich, die Zeitdauer der Realbrandversuche, welche zum Teil mehrere Tage beträgt, um einen Großteil zu reduzieren. Die Ergebnisse werden dabei anwenderorientiert aufbereitet und herstellerübergreifend verwendbar gemacht, sodass Markthürden zur Anwendung von Dämmstoffen aus nawaRo unter Beibehaltung des Schutzzielniveaus weiter reduziert werden. | Björn Kampmeier Tel.: +49 391 886-4967 bjoern.kampmeier@h2.de Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) - Fachbereich Wasser, Umwelt, Bau und Sicherheit Breitscheidstr. 2 39114 Magdeburg | ||
| 01.05.2020 | 31.08.2023 | 2220HV009B | Verbundvorhaben: PyroProBiD - Entwicklung eines Pyrolyse-Prognosemodelles für Dämmstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen; Teilvorhaben 2: Analyse thermischer Materialparameter und numerische Berechnung - Akronym: PyroProBiD | Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines validierten, numerischen Pyrolysemodelles welches die Grundlage für die Modellierung des Reaktionsverlaufes für alle gebräuchlichen Dämmstoffe aus nawaRo bilden soll. Um das Modell für eine möglichst große Bandbreite an Baustoffen zu erstellen, werden zunächst einige repräsentative Baustoffe untersucht. Der Schwerpunkt liegt dabei zunächst auf Holz, Holzfasern und Zellulose. Im späteren Verlauf wird die Übertragbarkeit auf weitere NaWaRo-Dämmstoffe wie Hanf, Flachs, Jute und Kork überprüft, deren Schwelprozesse physiko-chemisch ähnlich sind. Zunächst werden die notwendigen Eingangsparameter anhand verschiedener Methoden der physikalischen Chemie bestimmt. Im nächsten Schritt werden labormaßstäbliche Versuche in unterschiedlichen Geometrien durchgeführt und mittels inverser Modellierung mit den Simulationsergebnissen verglichen. Dabei werden insbesondere die Wärme- und Stoffströme in Zusammenhang mit den Faktoren für eine Auslösung und Fortentwicklung der Schwelprozesse betrachtet. Abschließend sollen mehrere Versuchsreihen in größerem Maßstab zur Validierung und Überprüfung der Anwendbarkeit in der Praxis dienen. Die entwickelten physikalischen Zusammenhänge der Schwelprozesse können als Ausgangspunkt für allgemeine Rechenverfahren der nationalen bzw. europäischen Brandschutznormen dienen. Zukünftige Prüfanforderungen an nawaRo-Dämmstoffe, die mit Brandversuchen einhergehen, können somit im Vorfeld potenziell reduziert oder sogar durch das Modell substituiert werden. Durch das zu entwickelnde Modell ist es bei einem gleichbleibenden Sicherheitsstandard möglich, die Zeitdauer der Realbrandversuche, welche zum Teil mehrere Tage beträgt, um einen Großteil zu reduzieren. Die Ergebnisse werden dabei anwenderorientiert aufbereitet und herstellerübergreifend verwendbar gemacht, sodass Markthürden zur Anwendung von Dämmstoffen aus nawaRo unter Beibehaltung des Schutzzielniveaus weiter reduziert werden. | Prof. Dr.-Ing. Ulrich Krause Tel.: +49 391 67-58832 ulrich.krause@ovgu.de Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg - Fakultät für Verfahrens- und Systemtechnik - Institut für Apparate und Umwelttechnik Universitätsplatz 2 39106 Magdeburg | ||
| 01.09.2020 | 31.08.2024 | 2220HV012A | Verbundvorhaben: Entwicklung von holzbasierten Stallkomponenten zur Verbesserung des Tierwohls im Stall; Teilvorhaben 1: Materialanalysen und -entwicklung; Konzeptionierung holzbasierter Stallkomponenten - Akronym: HuehnerHolz | Gesamtziel des hier beschriebenen Vorhabens ist die Verbesserung des Tierwohls von Hühnern und anderen Geflügel durch die gezielte Substitution von erdölbasierten Materialien (Kunststoffen) im Stall durch biobasierte-nachwachsende Rohstoffe. Dazu werden unterschiedliche Holzarten, Material- und Modifikationskombinationen, neue Konstruktionen, sowie ökologische Beschichtungen, sowie der Einsatz von alternativen biobasierten Rohstoffen in festen und mobilen Hühnerställen an exemplarischen Stallkomponenten (z.B. Sitzstangen, Bodenplatte, Nester etc.) untersucht. Dabei werden im vorliegenden Projekt exemplarische Stallkomponenten auf Basis nachwachsender Rohstoffe neu konzipiert und unter realen Bedingungen die Auswirkungen auf das Tierwohl näher untersucht. | Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem Tel.: +49 3334 657-377 alexander.pfriem@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde - Fachbereich Holzingenieurwesen - Chemie und Physik des Holzes sowie chemische Verfahrenstechnik Schicklerstr. 5 16225 Eberswalde | ||
| 01.09.2020 | 31.08.2024 | 2220HV012B | Verbundvorhaben: Entwicklung von holzbasierten Stallkomponenten zur Verbesserung des Tierwohls im Stall; Teilvorhaben 2: Monitoring/Tierwohluntersuchungen - Akronym: HuehnerHolz | Gesamtziel des hier beschriebenen Vorhabens ist die Verbesserung des Tierwohls von Hühnern und anderen Geflügel durch die gezielte Substitution von erdölbasierten Materialien (Kunststoffen) im Stall durch biobasierte-nachwachsende Rohstoffe. Dazu werden unterschiedliche Holzarten, Material- und Modifikationskombinationen, neue Konstruktionen, sowie ökologische Beschichtungen, sowie der Einsatz von alternativen biobasierten Rohstoffen in festen und mobilen Hühnerställen an exemplarischen Stallkomponenten (z.B. Sitzstangen, Bodenplatte, Nester etc.) untersucht. Dabei werden im vorliegenden Projekt exemplarische Stallkomponenten auf Basis nachwachsender Rohstoffe neu konzipiert und unter realen Bedingungen die Auswirkungen auf das Tierwohl näher untersucht. | Dipl.-Ing. agr. Gerriet Trei Tel.: +49 3334 657317 gerriet.trei@hnee.de Fachhochschule Eberswalde - Fachgebiet ökologische Tierhaltung Friedrich-Ebert-Str. 25 16225 Eberswalde | ||
| 01.09.2020 | 31.08.2024 | 2220HV012C | Verbundvorhaben: Entwicklung von holzbasierten Stallkomponenten zur Verbesserung des Tierwohls im Stall; Teilvorhaben 3: Entwicklung und Tests; Materialkonzeptionierung und Fertigung von Funktionsmustern - Akronym: HuehnerHolz | Gesamtziel des hier beschriebenen Vorhabens ist die Verbesserung des Tierwohls von Hühnern und anderen Geflügel durch die gezielte Substitution von erdölbasierten Materialien (Kunststoffen) im Stall durch biobasierte-nachwachsende Rohstoffe. Dazu werden unterschiedliche Holzarten, Material- und Modifikationskombinationen, neue Konstruktionen, sowie ökologische Beschichtungen, sowie der Einsatz von alternativen biobasierten Rohstoffen in festen und mobilen Hühnerställen an exemplarischen Stallkomponenten (z.B. Sitzstangen, Bodenplatte, Nester etc.) untersucht. Dabei werden im vorliegenden Projekt exemplarische Stallkomponenten auf Basis nachwachsender Rohstoffe neu konzipiert und unter realen Bedingungen die Auswirkungen auf das Tierwohl näher untersucht. | Dipl.-Ing. Klaus Ernst Tel.: +49 5652 5075-201 k.ernst@huehnermobil.de Stallbau Weiland GmbH & Co. KG Hilberlachestr. 8 37242 Bad Sooden-Allendorf | ||
| 01.10.2020 | 30.09.2023 | 2220HV013X | Neue Beschichtungen für Holz in Hochbauanwendungen im Außenbereich mit dauerhaft beibehaltender Schwerentflammbarkeit - Akronym: FRextWood | Eine Steigerung des Holzeinsatzes im Hochbau erfordert den Abbau von Hemmnissen, die neben baurechtlichen Auflagen auch Brandschutz-Vorbehalte gegenüber dem brennbaren Naturwerkstoff Holz umfassen. Erstes Brandschutzziel ist, die Brandausbreitung in der Brandentstehungsphase maximal zu behindern, um Fluchtzeiten zu verlängern. Schwerentflammbarkeit ist dabei außerhalb der Gebäudeklassen unter 7 m Bauhöhe Mindestanforderung an Fassadenbekleidungen. Für Fassaden aus Holz fehlen Verfahrenstechnologien und Vorgehen, um Bekleidungsmaterialien aus Holz mit dauerhaft beibehaltender Schwerentflammbarkeit z. B. durch Beschichtungen auszurüsten, sodass sie für Hochbauanwendungen im Außenbereich nicht marktfähig werden können. Projektziel ist daher die Entwicklung definierter FRT-Verfahren (Fire Retardant Treatment) zur Ertüchtigung von Holzprodukten zu dauerhaft schwerentflammbaren Bauprodukten in witterungsbeanspruchten Anwendungen im Hochbau, wie Fassadenbekleidungen. Aufbauend auf Untersuchungen zur oberflächenstabilen, auswaschresistenten Kombination der erforderlichen Systemkomponenten (Holz-Substrate, FR-Imprägnierungen, FR-Beschichtungen, Schutzanstriche) in anwendungsrelevanten Varianten sollen funktionierende Systemaufbauten mit dauerhaft schwerentflammbarer Brandschutzwirkung, bewertet nach EN 16755, gefunden werden. Für diese positiven Systemlösungen sind die zugehörigen Verfahrenstechnologien und –parameter in Bezug auf eine maximal andauernde Brandschutzwirkung zu optimieren. | Daniel Hafner Tel.: +49 351 4662-401 daniel.hafner@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.06.2021 | 31.05.2024 | 2220HV020A | Verbundvorhaben: Biobasierte Flammschutzbeschichtungen für Möbel und den Innenausbau mit Holz und Holzwerkstoffen; Teilvorhaben 1: Entwicklung biobasierter Synthesebausteine, Formulierung von Flammschutzbeschichtungen und Produktbewertung - Akronym: InnFla | Ziel des Teilvorhabens ist die Synthese neuer polymerisierbarer Zuckerderivate, die Formulierung biobasierter Flammschutzbeschichtungen und die Produktbewertung hinsichtlich dauerhaftem Brandschutz und anwendungsbezogenen Eigenschaften. | Dr. Claudia Schirp Tel.: +49 531 2155-318 claudia.schirp@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.06.2021 | 31.05.2024 | 2220HV020B | Verbundvorhaben: Biobasierte Flammschutzbeschichtungen für Möbel und den Innenausbau mit Holz und Holzwerkstoffen; Teilvorhaben 2: Entwicklung von biobasierten Lackbindemitteln - Akronym: InnFla | Ziel des Teilvorhabens ist die Synthese neuer polymerisierbarer Zuckerderivate, die Formulierung biobasierter Flammschutzbeschichtungen und die Produktbewertung hinsichtlich dauerhaftem Brandschutz und anwendungsbezogenen Eigenschaften. | Dr. Markus Lettau Tel.: +49 531 2814120 markus.lettau@auro.de AURO Pflanzenchemie Aktiengesellschaft Alte Frankfurter Str. 211 38122 Braunschweig | ||
| 01.06.2020 | 28.02.2022 | 2220HV022A | Verbundvorhaben: Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebe/Gelege - Grundlagenuntersuchung zur Entwicklung eines innovativen Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebes/Geleges für den Ersatz von Stahlbewehrungen im Bau (Machbarkeitsstudie); Teilvorhaben 1: Herstellung der Fasern - Akronym: HKH-Textil | Gesamtziel der Machbarkeitsstudie war die Grundlagenforschung zum Einsatz von Holzmehl und Holzfasern zur Verstärkung von Kunststoffen zur Erzeugung von Holz-Kunststoffgeweben/-gelegen für den Ersatz von Stahlbewehrungen in Beton. Hauptziel war die prozesstechnische Machbarkeit der Filament- und Gewebe-/Gelegeherstellung zu eruieren und zu beweisen. Weiterhin bestand die große Herausforderung aus den Compounds Filamente mit hohen Festigkeiten und einer guten Anbindung zwischen Beton und Filament zu erzeugen. Das Teilvorhaben "Herstellung der Fasern" beschäftigte sich dabei mit der Herstellung von holzfaserverstärkten Filamenten für eine spätere Weiterverarbeitung zu Holz-Kunststoff-Hybrid-Geweben und -Gelegen für die Bewehrung von Beton. Im Fokus des Teilvorhabens lag dabei das Eincompoundieren von Holzpartikeln in verschiedene Kunststoffmatrizes und der Nachweis einer Verstreckbarkeit der hergestellten Compounds. Dafür wurden drei Holzpartikel unterschiedlicher Größe in drei unterschiedliche Polymere mit verschiedenen Füllgraden eingearbeitet. Anschließend wurden aus den Compounds durch einen Verstreckungsprozess Filamente hergestellt, die mechanischen Eigenschaften der Filamente durch Faserzugversuche ermittelt und mit denen von Stahlfasern verglichen. Wurden ausreichende Werte erreicht, erfolgte im zweiten Teilvorhaben die Herstellung eines Gelege- oder Gewebe-Musters als alternatives Bewehrungsmaterial für Beton. | Es konnte im Rahmen der Machbarkeitsstudie ein breites Grundlagenwissen für den Einsatz von Holzpartikeln zur Verstärkung von Kunststoffen für die Herstellung von Holz-Kunststoffgeweben/-gelegen geschaffen werden. Es wurden Compounds aus drei Polymeren und drei Holzpartikeln mit verschiedenen Füllgraden hergestellt und anschließend erfolgreich verstreckt. Die Materialmischungen erreichten im verstreckten Zustand gute mechanische Eigenschaften. Höhere Füllgrade hatten ebenso, wie größere Füllstoffe aber eine Verringerung der Zugfestigkeit zur Folge. Versuche mit Haftvermittlern für eine verbesserte Anbindung der Holzpartikel innerhalb des Polymermatrix führten zu keiner Steigerung der Filamentmechanik. In Versuchen zur Anbindungsfestigkeit zwischen Filament und Beton zeigte sich, dass größere Füllstoffe eine deutliche Haftungsverbesserung zwischen Filament und zementärer Matrix erwirken können. Dem entsprechend muss bei der Materialentwicklung ein Kompromiss zwischen der Mechanik des Filaments und seines Anbindungsverhaltens an Beton berücksichtigt werden. Erste Vorversuche zu mittels Coextrusion hergestellten Filamenten zeigen eine Möglichkeit diesen Wiederspruch zu umgehen. Hierbei wird das Filament aus zwei Sichten aufgebaut, wodurch der Kern hohe Festigkeiten erreichen kann, während hohe Füllgrade in der Außenschicht die Anbindung erhöhen. | Prof. Dr.-Ing. Nicole Strübbe Tel.: +49 8031 805-2630 nicole.struebbe@fh-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Forschung und Entwicklung Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | X |
| 01.06.2020 | 28.02.2022 | 2220HV022B | Verbundvorhaben: Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebe/Gelege - Grundlagenuntersuchung zur Entwicklung eines innovativen Holz-Kunststoff-Hybrid-Gewebes/Geleges für den Ersatz von Stahlbewehrungen im Bau (Machbarkeitsstudie); Teilvorhaben 2: Herstellung und Prüfung der textilen Flächengebilde - Akronym: HKH-Textil | Gesamtziel der Machbarkeitsstudie war die Grundlagenforschung zum Einsatz von Holzmehl und Holzfasern zur Verstärkung von Kunststoffen zur Erzeugung von Holz-Kunststoffgeweben/-gelegen für den Ersatz von Stahlbewehrungen in Beton. Hauptziel war die prozesstechnische Machbarkeit der Filament- und Gewebe-/Gelegeherstellung zu eruieren und zu beweisen. Weiterhin bestand die große Herausforderung aus den Compounds Filamente mit hohen Festigkeiten und einer guten Anbindung zwischen Beton und Filament zu erzeugen. Das Teilvorhaben "Herstellung und Prüfung der textilen Flächengebilde" beschäftigte sich mit der Herstellung von Garnen aus den im Teilvorhaben 1 extrudierten Filamenten zur Weiterverarbeitung zu textilen Flächengebilden in Form von Gelegen und Geweben. Dafür wurden zwei und drei Filamente auf einer Laborzwirnmaschine zu Garnen verzwirnt. Nach dem Erreichen einer genügenden Garnqualität für die verschiedenen Filamente wurden die Garne zu 1:1-Leinwandgeweben verwoben und zu Gelegen verfestigt. Die Fixierung der Kreuzungspunkte erfolgte durch Ultraschallverschweißen des polymeren Matrixmaterials. Es wurde angestrebt, eine Gittergröße von möglichst 1 x 1 cm erzielen. Die mechanischen Eigenschaften von Garnen, Geweben und Gelegen wurden gemessen. | Es konnte im Rahmen der Machbarkeitsstudie gezeigt werden, dass die Herstellung von Garnen aus holzfaserverstärkten Filamenten mit zwei und drei Filamenten möglich ist. Dabei wurde festgestellt, dass das Verzwirnen zu einer Abnahme der Zugfestigkeit führt. Für das Folgeprojekt wurde deshalb u.a. geplant, Filamente mit dem dreifachen Querschnitt herzustellen, so dass der Prozessschritt des Verzwirnens entfallen kann. Sowohl die Gelege- als auch die Gewebeherstellung war erfolgreich. Es war allerdings bei der Gewebeherstellung nicht möglich, Gewebe mit genügend großen Gitterbereichen zu weben, ohne dass die Schussfäden entlang der Kettfäden verschieblich wurden. Die Gelege zeigten bei Zugversuchen vorzeitiges Versagen im Bereich der Verschweißungen. Auch hier sollte der Einsatz von dickeren Filamenten zu einer Verbesserung führen, weil die prozentuale Tiefenwirkung der Schweißzone kleiner ist. | Prof. Dr.-Ing. Jens Schuster Tel.: +49 631 3724-7049 jens.schuster@hs-kl.de Hochschule Kaiserslautern - Campus Pirmasens - FB Angewandte Logistik- und Polymerwissenschaften - Institut für Kunststofftechnik Westpfalz Carl-Schurz-Str. 10-16 66953 Pirmasens | X |
| 01.07.2021 | 15.12.2024 | 2220HV023A | Verbundvorhaben: Erarbeitung der Grundlagen zur Entwicklung eines opto-sensorischen Messsystems zur produktionsnahen Bestimmung von flüchtigen Terpenen aus Holzprodukten; Teilvorhaben 1: Grundlegende Untersuchungen - Akronym: Terp-NIR | Durch dieses Projekt soll die Überwachung der Emissionen, insbesondere der in hohen Konzentrationen vorkommenden Terpene) von Holz und Holzwerkstoffen vereinfacht und im Hinblick auf die Geschwindigkeit so optimiert werden, dass eine produktionsnahe Messung ermöglicht wer-den kann und die Produkte sicher die aktuellen und zukünftigen Grenzwerte einhalten können. | Dr. Martin Ohlmeyer Tel.: +49 40 73962-635 martin.ohlmeyer@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 01.07.2021 | 30.06.2024 | 2220HV023B | Verbundvorhaben: Erarbeitung der Grundlagen zur Entwicklung eines opto-sensorischen Messsystems zur produktionsnahen Bestimmung von flüchtigen Terpenen aus Holzprodukten; Teilvorhaben 2: Praxisnahe Untersuchungen - Akronym: Terp-NIR | Durch dieses Projekt soll die Überwachung der Emissionen, insbesondere der in hohen Konzentrationen vorkommenden Terpene) von Holz und Holzwerkstoffen vereinfacht und im Hinblick auf die Geschwindigkeit so optimiert werden, dass eine produktionsnahe Messung ermöglicht werden kann und die Produkte sicher die aktuellen und zukünftigen Grenzwerte einhalten können. | Dr Peter Nilges Tel.: +49 175 8830613 peter.nilges@apos.biz APOS GmbH Am Marienhof 4 22880 Wedel | ||
| 01.03.2021 | 29.02.2024 | 2220HV025X | Humine zur Imprägnierung und Verklebung von Holz - Akronym: Humine | Humine sind dunkelgefärbte hochmolekulare Verbindungen mit furanischer Struktur und Alkohol-, Keton- und Aldehydgruppen. Sie entstehen als Nebenprodukt bei einem neuen Verfahren zur Herstellung von Polyethylenfuranoat (PEF), welches als biobasierter Ersatz für den Massenkunststoff Polyethylenterephthalat (PET) dienen soll. Als Ausgangsmaterial dienen Fruchtzucker aus nachwachsenden Rohstoffen, in erster Linie kommen Zuckerrohr, Mais und Weizen zum Einsatz. Eine Pilotanlage zur Produktion vom PEF im Tonnenmaßstab existiert bereits; die Überführung in den kommerziellen/industriellen Maßstab (bis zu 50.000 Tonnen pro Jahr) ist geplant. Berechnungen zur Folge werden dann mehr als 10.000 Tonnen Humine pro Jahr anfallen, für die bislang keine Anwendungen existieren. Aufgrund der komplexen chemischen Struktur ergeben sich vielseitige Anwendungsmöglichkeiten. Da Humine künftig in großen Mengen als günstiges, biobasiertes Nebenprodukt anfallen werden, sollen bereits heute Wege zur stofflichen Verwertung im Sinne einer nachhaltigen Bioökonomie sichergestellt werden. Ziel ist es Konzepte zur stofflichen Nutzung von Huminen zu erarbeiten. Zwei Ideen werden hierzu im Rahmen des Vorhabens verfolgt. Einerseits ist die Verwendung als Klebstoff vorgesehen, um mit Huminen als wirtschaftliches biobasiertes Bindemittel klassische Holzwerkstoffe wie Sperrholz, Span- und Faserplatten herzustellen. Andererseits ist die Eignung als natürliches Hydrophobierungsmittel oder sogar zur Verbesserung der Dauerhaftigkeit von Holz zu untersuchen und somit eine biobasierte Alternative zur Acetylierung von Holz zu schaffen. Hierzu werden unterschiedliche Holzarten mit Huminen imprägniert bzw. modifiziert und die Materialeigenschaften ermittelt. | Dr. Julia Belda Tel.: +49 531 2155-427 julia.belda@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.07.2020 | 31.08.2024 | 2220HV026A | Verbundvorhaben: Wood for Good – Kontextbezogene gemisch- und konzentrationsabhängige Auswirkungen flüchtiger organischer Verbindungen verschiedener Holzarten; Teilvorhaben 1: sensorische Untersuchungen - Akronym: W4G | Das Ziel des Projekts Wood for Good (W4G) besteht darin, die Auswirkungen von Werkstoffen, Bau- und Innenausbaumaterialien aus Holz auf das psychische und physiologische Befinden und sensorischen Empfindungen von Menschen unter besonderer Berücksichtigung der positiven Auswirkungen von freigesetzten flüchtigen organischen Verbindungen (VOC) zu analysieren und zu verstehen. Das spezifische Ziel ist die Entwicklung von Strategien zur Nutzung der vermuteten und im Projekt beobachteten gesundheitlichen Auswirkungen von Holz bei der Werbung, beim Marketing, bei der Produktentwicklung und bei der Gestaltung von Holzprodukten. | Dr. Martin Ohlmeyer Tel.: +49 40 73962-635 martin.ohlmeyer@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 01.07.2020 | 31.10.2024 | 2220HV026B | Verbundvorhaben: Wood for Good – Kontextbezogene gemisch- und konzentrationsabhängige Auswirkungen flüchtiger organischer Verbindungen verschiedener Holzarten; Teilvorhaben 2: neurophysiologische und chemosensorische Untersuchungen - Akronym: W4G | Das Ziel des Projekts Wood for Good (W4G) besteht darin, die Auswirkungen von Werkstoffen, Bau- und Innenausbaumaterialien aus Holz auf das psychische und physiologische Befinden und sensorischen Empfindungen von Menschen unter besonderer Beru¨cksichtigung der positiven Auswirkungen von freigesetzten flu¨chtigen organischen Verbindungen (VOC) zu analysieren und zu verstehen. Das spezifische Ziel ist die Entwicklung von Strategien zur Nutzung der vermuteten und im Projekt beobachteten gesundheitlichen Auswirkungen von Holz bei der Werbung, beim Marketing, bei der Produktentwicklung und bei der Gestaltung von Holzprodukten. | PD Dr. rer. nat. Christoph van Thriel Tel.: +49 231 1084-407 thriel@ifado.de Forschungsgesellschaft für Arbeitsphysiologie und Arbeitsschutz e.V. Ardeystr. 67 44139 Dortmund | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027A | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 1: Pro-jektorganisation sowie Konzeption, Charakterisierung und Simulation des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrand-basierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung beispielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Alt-holz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern so-wie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung be-kannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Molding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Aluminium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen Anforderungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsystems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt erarbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Giovanni Piazza Tel.: +49 711 6862-8154 giovanni.piazza@dlr.de Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Fahrzeugkonzepte Pfaffenwaldring 38-40 70569 Stuttgart | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027B | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 2: Herstellung, Modifizierung und Technologiebewertung des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrand-basierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung beispielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Altholz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung bekannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Molding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Aluminium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen Anfor-derungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsystems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt erarbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Dr. Dirk Berthold Tel.: +49 531 2155-452 dirk.berthold@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027C | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 3: Modifizierung, Charakterisierung und Fertigungsuntersuchungen des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrandbasierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung beispielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Altholz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung bekannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Molding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Aluminium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen Anforderungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsystems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt erarbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 15.04.2021 | 14.04.2024 | 2220HV027D | Verbundvorhaben: Hybridized Engineered Wood - Entwicklung eines hybridisierten Holzwerkstoffs für Strukturbauteile durch Umformung eines strandbasierten Verbundhalbzeugs; Teilvorhaben 4: Fertigungstechnische Aspekte des HyEnd-Woods - Akronym: HyEnd-Wood | Zielsetzung des Projekts ist die Erzeugung einer technisch hochwertigen holzstrand-basierten Werkstofflösung für den Einsatz in Fahrzeugstrukturanwendungen sowie potentiell auch für weitere Branchen und Anwendungsfelder. Die Werkstofflösung soll bei gleicher oder höherer Funktionalität gewichtsneutral zur Referenzstruktur sein. Dabei soll zudem auf eine effiziente und umweltschonende Ressourcennutzung bei-spielsweise durch die Verwendung von Holz-Strands aus zum Teil Resteholz und Altholz geachtet werden. Somit soll eine nachhaltige Produktion von Industriegütern sowie die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen (Forst-)Wirtschaft erreicht werden. Als Vorgehensweise ist geplant, die beiden aus der Faser-Verbund-Herstellung be-kannten zweistufigen Prozesse "Sheet Molding Compound" (SMC) und "Bulk Mol-ding Compound" (BMC) auf den Werkstoff Holz zu übertragen. Zusätzlich soll eine Hybridisierung mit technischen Werkstoffen, wie Stahl oder Alu-minium, erfolgen, um beispielsweise lokale Verstärkung oder Anbindungspunkte zu integrieren. Letzteres ist besonders interessant für die Automobilindustrie, damit das hybridisierte Holz-Bauteil mit etablierten Fügeprozessen in die umgebende Struktur eingebunden werden kann. Folgendes methodisches Vorgehen ist geplant: • Konzeptionierung von Baugruppen auf Basis der branchenspezifischen An-forderungen • Herstellung, Modifizierung und Charakterisierung des Hybriden Materialsys-tems • Simulation des Hybriden Materialsystems • Entwicklung und Prüfung generischer (branchenunabhängiger) Teilstrukturen • Untersuchungen zur Fertigung und zum Fügen • Optimierung branchenspezifischer Baugruppen auf Basis des im Projekt er-arbeiteten Wissens • Entwicklung eines Technologiedemonstrators • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse aus wissenschaftlicher Sicht • Aufbereitung und Bewertung der Ergebnisse für die industrielle Anwendung | Dipl.-Ing. Robert Walther Tel.: +49 35208 83-317 robert.walther@mitras-composites.de MITRAS Composites Systems GmbH Bahnhofstr. 32 01471 Radeburg | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV028A | Verbundvorhaben: Neuartig geschäumte, brandgehemmte Dämmstoffe aus Laubholzfasern, Sulfitzellstoff und Kieselsäurederivaten; Teilvorhaben 1: Silansierung und Nachhaltigkeitsbewertung - Akronym: FaguPor | Das Ziel des Projektes ist die Herstellung eines Produkts zur Wärmedämmung im Bausektor aus Laubholz, bei dessen Herstellung bislang nicht verfolgte Methoden zur Schäumung bei gleichzeitiger Verbesserung des Brandschutzes und der mikrobiellen Stabilität angewendet werden. Das Projekt weist folgende Besonderheiten auf: o Verwendung biogener siliziumhaltiger Additive zur Verbesserung der physikalisch-technischen Eigenschaften (Hydrophobierung), als Brandschutz und zum Schutz vor biogenem Abbau o Vernetzung durch Partikelstabilisierung (Pickering-Stabilisierung) von Holzfaser- und Chemiezellstoffpartikeln o CO2 als Treibmittel der Schäumung o Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit bereits beim Produktdesign ("cradle to cradle" Ansatz) o Gesamthafte Bilanzierung der Nachhaltigkeit (Umwelt, Ökonomie, Gesellschaft). Dazu werden zusätzlich zur probenhaften Materialherstellung und der Untersuchung der Recyclingfähigkeit bei den Hochschulpartnern die bautechnischen und physikalischen Eigenschaften in industriegeführten Labors analysiert. Als Referenz-Materialien für die technisch-physikalischen und ökobilanziellen Eigenschaften werden konventionelle Werkstoffe aus Styrodur® (XPS Polystyrol; aufgrund des Zusatzes von Bromverbindungen u.a. als gefährlicher Sondermüll eingestuft), Polyurethan und Nadelholzweichfaserdämmungen einbezogen, die derzeit am Markt als Dämmstoffe für den Außenbereich eingesetzt werden. | Prof. Dr. Hubert Röder Tel.: +49 9421 187-260 hubert.roeder@hswt.de Hochschule Weihenstephan-Triesdorf - Professur Nachhaltige Betriebswirtschaft Petersgasse 18 94315 Straubing | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV028B | Verbundvorhaben: Neuartig geschäumte, brandgehemmte Dämmstoffe aus Laubholzfasern, Sulfitzellstoff und Kieselsäurederivaten; Teilvorhaben 2: Schäumung und Werkstoffentwicklung - Akronym: FaguPor | Das Ziel des Projektes ist die Herstellung eines Produkts zur Wärmedämmung im Bausektor aus Laubholz, bei dessen Herstellung bislang nicht verfolgte Methoden zur Schäumung bei gleichzeitiger Verbesserung des Brandschutzes und der mikrobiellen Stabilität angewendet werden. Das Projekt weist folgende Besonderheiten auf: o Verwendung biogener siliziumhaltiger Additive zur Verbesserung der physikalisch-technischen Eigenschaften (Hydrophobierung), als Brandschutz und zum Schutz vor biogenem Abbau o Vernetzung durch Partikelstabilisierung (Pickering-Stabilisierung) von Holzfaser- und Chemiezellstoffpartikeln o CO2 als Treibmittel der Schäumung o Berücksichtigung der Recyclingfähigkeit bereits beim Produktdesign ("cradle to cradle" Ansatz) o Gesamthafte Bilanzierung der Nachhaltigkeit (Umwelt, Ökonomie, Gesellschaft). Dazu werden zusätzlich zur probenhaften Materialherstellung und der Untersuchung der Recyclingfähigkeit bei den Hochschulpartnern die bautechnischen und physikalischen Eigenschaften in industriegeführten Labors analysiert. Als Referenz-Materialien für die technisch-physikalischen und ökobilanziellen Eigenschaften werden konventionelle Werkstoffe aus Styrodur® (XPS Polystyrol; aufgrund des Zusatzes von Bromverbindungen u.a. als gefährlicher Sondermüll eingestuft), Polyurethan und Nadelholzweichfaserdämmungen einbezogen, die derzeit am Markt als Dämmstoffe für den Außenbereich eingesetzt werden. | Prof. Dr. Cordt Zollfrank Tel.: +49 9421 187-450 cordt.zollfrank@tum.de TUM Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit - Professur Biogene Polymere (BGP) Schulgasse 16 94315 Straubing | ||
| 01.07.2020 | 31.12.2021 | 2220HV029X | Entwicklung eines innovativen, leichten, dauerhaften und industriell herzustellenden Holzwerkstoffes aus Furnierlagen für die Bauwirtschaft, Transport- und Verpackungsindustrie - Akronym: Furnierleichtbau | Das Projekt sollte die technischen und technologischen Möglichkeiten zur Herstellung einer dauerhaften Leichtbaukonstruktion auf Basis einheimischer und verfügbarer Holzarten darstellen. Holzwerkstoffe in Leichtbauweise gibt es in verschiedenen Ausführungen und diese sind bei bestimmten Anwendungen etabliert. Jedoch sind die Einsatzmöglichkeiten auf Grund der Eigenschaften begrenzt. Um die Dauerhaftigkeit von Holz zu erhöhen, stellt die Acetylierung ein bewährtes und technisch umgesetztes Verfahren dar. Es findet bei Schnittholz und Faserplatten Anwendung. Da die Nutzung von Holz in den nächsten Jahren weiter steigen wird, werden Leichtbau und die Modifizierung an Bedeutung gewinnen und zusätzlich zu den bestehenden Lösungen neue Produkte gefragt sein. Während des Projektes wurde eine Leichtbaukonstruktion aus Furnieren und Lamellen konstruiert, gebaut und untersucht, die mechanischen Kennwerte ermittelt. Dazu wurden aus verschiedenen regional verfügbaren Holzarten Furniere und Lamellen erzeugt, Probekörper hergestellt und geprüft. Für die Erhöhung der Dauerhaftigkeit wurde untersucht, wie sich die Furniere und Lamellen mit einem effektiven Verfahren acetyliert werden können. Dafür wurden die Proben den geplanten Verfahrensschritten unterzogen und das Acetylierungsergebnis ermittelt. Im letzten Schritt sollten die acetylierten Furniere oder Lamellen in der neuen Leichtbaukonstruktion getestet werden. Im Rahmen des Projektes sollte nicht nur die Konstruktion erstellt und getestet werden, sondern auch die Herstellungswege genau betrachtet und für eine spätere Serienfertigung beurteilt bzw. angepasst werden. | Bei der Verarbeitung und den Tests der Proben hat sich gezeigt, dass sich dünne Furnierlagen unter 3 mm nur mit einem gewissen Aufwand verarbeiten lassen. Bei einer Stärke der Lamellen von 6 bis 8 mm konnten gute Ergebnisse erzielt werden. Dünne Furniere konnten erwartungsgemäß gut acetyliert werden, aber stärke Proben müssen, wie Schnittholz bearbeitet werden. Es hat sich gezeigt, dass beide Untersuchungspunkte des Projektes nur schwer kombiniert werden können. In einer stabilen und technisch herstellbaren Leichtbaukonstruktion werden die besseren Marktchancen gesehen. Die Ergebnisse der mechanischen Prüfungen haben gezeigt, dass der Leichtbauwerkstoff in dem Bereich Transportwesen, Bauwesen und Verpackung eingesetzt werden kann. Herstellungsschritte konnten entworfen und getestet werden, sodass eine gute Chance in einer technischen Umsetzung und Etablierung auf dem Markt gesehen wird. | Matthias Albrecht Tel.: +49 173 8702604 matthias.albrecht@tretorg.de TRETORG GmbH Holztechnologische Entwicklungsgesellschaft Schwarzenhofer Str. 12 17192 Kargow | |
| 01.12.2021 | 31.05.2024 | 2220HV030A | Verbundvorhaben: Vakuum-Isolationspaneele auf Holzfaserbasis; Teilvorhaben 1: Herstellung, Produkteigenschaften, bauphysikalische Untersuchungen und Dauerhaftigkeit - Akronym: WoodVIP | Das Forschungsvorhaben untersucht die Eignung von holzfaserbasierten Werkstoffen als Kernmaterial für Vakuum-Isolationspaneele (VIP) in technischen Anwendungen (bspw. Transportboxen) und Anwendungen im Gebäudebereich (bspw. Dämmung der Gebäudehülle). Die so hergestellten WoodVIP sollen im Vergleich zu konventionellen VIPs mit Kernen aus pyrogener Kieselsäure eine vergleichbare Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0.007 – 0.009 W/(m K) aufweisen. Gleichzeitig werden durch den Einsatz eines nachwachsenden Rohstoffs als Kernmaterial deutliche Effekte auf die Ökobilanzierung der WoodVIP erwartet, da 95 – 99 % aller in den EPDs von VIPs betrachteten Umweltgrößen durch den Stützkern und hiervon mit 90 – 99 % durch den Stützkern-Rohstoff beeinflusst werden. Die Verwendung von vergleichsweise preisgünstigen Holzfasern als Kernmaterial ermöglicht darüber hinaus Kostenvorteile bei der Herstellung der WoodVIP. Gegenüber herkömmlichen, luftgefüllten Holzfaserdämmstoffen ergeben sich Vorteile durch die um den Faktor 5 – 7 niedrigere Wärmeleitfähigkeit der WoodVIP. Dadurch lassen sich schlankere Bauteilquerschnitte realisieren und das Substitutionspotential von Holzfasern gegenüber konventionellen Dämmstoffen wird durch den effizienteren Materialeinsatz erhöht. Im Weiteren wird durch die Umhüllung mit einer Hochbarrierefolie der Einfluss von Feuchtigkeit auf die Wärmeleitfähigkeit sowie der Befall der Holzfasern durch holzzerstörende Pilze, bzw. Schimmelpilze, auch ohne die Zugabe von Additiven, ausgeschlossen. In dem Projekt werden der Einfluss unterschiedlicher Holzarten und Fasergrößen auf die Wärmeleitfähigkeit, die Dauerhaftigkeit, die Ökobilanzierung und ökonomische Aspekte der WoodVIP untersucht und jeweils im Vergleich zu luftgefüllten Holzfaserdämmstoffen und konventionellen VIPs für repräsentative Anwendungen bewertet. | Dr.-Ing. Sebastian Treml Tel.: +49 89 8580030 treml@fiw-muenchen.de Forschungsinstitut für Wärmeschutz eingetragener Verein München Lochhamer Schlag 4 82166 Gräfelfing | ||
| 01.12.2021 | 31.05.2024 | 2220HV030B | Verbundvorhaben: Vakuum-Isolationspaneele auf Holzfaserbasis; Teilvorhaben 2: Rohstoffoptimierung und Modifikation, Analytik und ökologische wie wirtschaftliche Bewertung - Akronym: WoodVIP | Das Forschungsvorhaben untersucht die Eignung von holzfaserbasierten Werkstoffen als Kernmaterial für Vakuum-Isolationspaneele (VIP) in technischen Anwendungen (bspw. Transportboxen) und Anwendungen im Gebäudebereich (bspw. Dämmung der Gebäudehülle). Die so hergestellten WoodVIP sollen im Vergleich zu konventionellen VIPs mit Kernen aus pyrogener Kieselsäure eine vergleichbare Wärmeleitfähigkeit im Bereich von 0.007 – 0.009 W/(m K) aufweisen. Gleichzeitig werden durch den Einsatz eines nachwachsenden Rohstoffs als Kernmaterial deutliche Effekte auf die Ökobilanzierung der WoodVIP erwartet, da 95 – 99 % aller in den EPDs von VIPs betrachteten Umweltgrößen durch den Stützkern und hiervon mit 90 – 99 % durch den Stützkern-Rohstoff beeinflusst werden. Die Verwendung von vergleichsweise preisgünstigen Holzfasern als Kernmaterial ermöglicht darüber hinaus Kostenvorteile bei der Herstellung der WoodVIP. Gegenüber herkömmlichen, luftgefüllten Holzfaserdämmstoffen ergeben sich Vorteile durch die um den Faktor 5 – 7 niedrigere Wärmeleitfähigkeit der WoodVIP. Dadurch lassen sich schlankere Bauteilquerschnitte realisieren und das Substitutionspotential von Holzfasern gegenüber konventionellen Dämmstoffen wird durch den effizienteren Materialeinsatz erhöht. Im Weiteren wird durch die Umhüllung mit einer Hochbarrierefolie der Einfluss von Feuchtigkeit auf die Wärmeleitfähigkeit sowie der Befall der Holzfasern durch holzzerstörende Pilze, bzw. Schimmelpilze, auch ohne die Zugabe von Additiven, ausgeschlossen. In dem Projekt werden der Einfluss unterschiedlicher Holzarten und Fasergrößen auf die Wärmeleitfähigkeit, die Dauerhaftigkeit, die Ökobilanzierung und ökonomische Aspekte der WoodVIP untersucht und jeweils im Vergleich zu luftgefüllten Holzfaserdämmstoffen und konventionellen VIPs für repräsentative Anwendungen bewertet. | Prof. Dr. Klaus Richter Tel.: +49 89 2180-6421 richter@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft Winzererstr. 45 80797 München | ||
| 01.06.2020 | 31.08.2023 | 2220HV031X | Erweiterung der Rohstoffbasis und Steigerung der Rohstoff- und Energieeffizienz bei der Herstellung von holzfaserbasierten Produkten durch Faserfraktionierung - Akronym: Faserkreis | Das Gesamtziel des geplanten Vorhabens ist die Steigerung der Material- und Energieeffizienz in der Herstellung von holzfaserbasierten Werkstoffen. Das Vorhaben widmet sich einer gesamtheitlichen Betrachtung und Bewertung der Herstellung, Verarbeitung und Wiedergewinnung von Holzfa-sern. In diesem Zusammenhang sollen bereits genutzte und potentiell nutzbare Rohstoffsortimente für die Herstellung holzfaserbasierter Produkte in den Bereichen Möbel-, Holz-, Leichtbau und Pflanzenzucht untersucht werden. Ausgangspunkt für die Entwicklung material- und energieeffizienter Prozesstechnik für die Herstellung holzfaserbasierter Werkstoffe ist die Erweiterung der Rohstoffbasis und die Optimierung der Faseranwendung. Dazu gehören die rohstoffbezogene Optimierung der Aufschlussparameter in der Fasererzeugung sowie die Charakterisierung der Fasereigen-schaften. Die entscheidenden Energie- und Rohstoffeinsparungspotenziale werden durch das Konzept einer produkt- und prozessspezifischen Faserfraktionierung erzielt, die erstmalig eine gezielte Verwendung der Fasern für die einzelnen Anwendungsgebiete ermöglicht. Die Steigerung der Leistungsfähigkeit der aus den fraktionierten Fasersortimenten hergestellten Werkstoffe wird untersucht. Schließlich wird die gesamtheitliche Betrachtung der Holzfaserverwendung durch die Überprüfung der Wiedergewinnung und Wiederverwendung von Fasern abgeschlossen. Die Potenziale zur Entwicklung neuer holzfaserbasierter Werkstoffe werden aufgezeigt. | Prof. Dr. Andreas Michanickl Tel.: +49 8031 805-2366 andreas.michanickl@th-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Zentrum für Forschung, Entwicklung und Transfer (ZFET) Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | ||
| 01.02.2020 | 31.10.2021 | 2220HV032X | Machbarkeitsstudie zu flammgeschützten Holzwerkstoffen durch Nutzung von phosphoryliertem Lignin - Akronym: FlammLig | Die vorliegende Machbarkeitsstudie beschäftigte sich mit der Verwendung von Lignin-Derivaten zur flammschützenden Ausrüstung von Holzwerkstoffen. Gegenwärtig werden für den Flammschutz von Holzwerkstoffen überwiegend anorganische Stoffe eingesetzt. Für einen ausreichenden Flammschutz sind hohe Einsatzmengen erforderlich, die sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften der Holzwerkstoffe auswirken. Die Verschlechterung soll durch den Einsatz Lignin-basierter Flammschutzmittel vermieden werden. Lignin bietet aufgrund seiner chemischen Struktur die Möglichkeit mit den zur Holzwerkstoffherstellung eingesetzten Klebstoffsystemen, im speziellen pMDI, chemisch zu reagieren. Dies lässt eine weniger starke negative Beeinflussung der Holzwerkstoffeigenschaften erwarten. Die flammschützenden Eigenschaften von Lignin sind darauf zurückzuführen, dass es bei hoher Hitzeeinwirkung verkohlt. Zudem ist bekannt, dass sich durch chemische Anbindung von Phosphatgruppen die Flammschutzeigenschaften von Lignin weiter verbessern lassen. Die phosphorylierten Lignine wurde schließlich hinsichtlich ihrer Eignung als Substitut für herkömmlich eingesetzte Flammschutzmittel untersucht. Des Weiteren wurde untersucht inwiefern sich die phosphorylierten Lignine zur Herstellung von flammschützenden Klebstoffbindemitteln eignen. Hierfür sollten die im ersten Schritt hergestellten phosphorylierten Lignine mit Caprolacton, Dicarbonsäuren und Diisocyanten chemisch modifiziert werden. Es wurden Holzwerkstoffplatten mit den phosphorylierten Ligninen, mit phosphorhaltigen Lignin-Caprolacton-Polyester-Polyol-Bindemitteln und mit Ammoniumpolyphosphat (APP) als Referenz hergestellt und hinsichtlich ihrer Flammschutzwirkung untersucht und verglichen. | Die Phosphorylierung des Lignins wurde durch Umsetzung von Lignin mit Phosphorpentoxid erreicht. Der Phosphatgehalt wurde mittels UV/Vis-Spektroskopie unter Verwendung eines Vanadat-Molybdat-Reagenzes durch Messung der Lichtabsorption bei 400 nm in Abhängigkeit von der Phosphat-Konzentration bestimmt. Der maximale Gehalt wurde mit 5 m% Phosphat im phosphorylierten Lignin bestimmt. Die Versuche ergaben, dass bis zu einem Massenverhältnis von 80 m% Lignin zu 20 m% Phosphorpentoxid während der Synthese, der Phosphatgehalt im Produkt ansteigt. Eine weitere Erhöhung des Phosphorpentoxid-Anteils während der Synthese brachte keine signifikante Erhöhung des Phosphat-Gehaltes. Die phosphorylierten Lignine wurde zur Herstellung in Holzwerkstoff-Platten eingesetzt und ihre Flammschutzwirkung mit Ammoniumpolyphosphat (APP) verglichen. Des Weiteren wurde Kombination aus APP und den phosphorylierten Ligninen untersucht. Der Masseanteil an Flammschutzmittel in den Spanplatten wurde mit 20 m% festgelegt. Hierbei zeigte sich, dass die phosphorylierten Lignin allein nicht ausreichen, um die Anforderung für eine V-0-Klassifizierung nach UL94 zu erreichen. Eine Kombination von 5 m% phosphoryliertem Lignin und 15 m% APP ergab eine Einstufung als V-0. In Platten ohne phosphoryliertem Lignin mussten mindestens 20 m% APP zum Erreichen von V-0 eingesetzt werden. Somit können durch die Verwendung des phosphoryliertem Lignins mindestens 25 % des insgesamt notwendigen APP eingespart werden. Zusätzlich konnte durch die Verwendung von Lignin die Entzündungszeit der Proben verlängert werden. Die Herstellung von flammschützenden Klebstoffbindemitteln speziell für Holzwerkstoffplatten unter Verwendung der phosphorylierten Lignine stellte sich als nicht zielführend heraus. Die Anteile an phosphorylierten Ligninen im gesamten Bindemittel, die realisiert werden konnten, waren zu gering, als dass noch ein Mehrwert hinsichtlich einer signifikanten Flammschutzwirkung erreicht werden konnte. | Dr. Steven Eschig Tel.: +49 531 2155-433 steven.eschig@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | X |
| 01.02.2020 | 31.07.2022 | 2220HV033X | Untersuchung der Auswirkungen zyklisch auftretender Desinfektionsmaßnahmen auf Brettschichtholzelemente in landwirtschaftlichen Tiermastbetrieben – Dargestellt am Beispiel der Hähnchenmast - Akronym: DeLaTiMa | IIm Bereich des landwirtschaftlichen Bauens ist Holz, je nach Region, ein oft verwendetes Baumaterial. In den vergangenen Jahrzehnten ist der Einsatz dieses vielseitigen Werkstoffes gerade im Bereich des landwirtschaftlichen Bauens zurückgegangen. Alternative Baustoffe, wie Beton, verschiedenste Metalle und Verbundwerkstoffe, haben durch die verschiedenen Gebäudenutzungen und die daraus resultierenden wechselnden Anforderungen an Stellenwert gewonnen. Hohe Hygienestandards erschweren den Einsatz von Holz, auf Grund kontinuierlich wiederkehrender Belastungen durch nasschemische Reinigungsprozesses in besonderem Maße. Wechselwirkungen zwischen Desinfektionsmitteln und Klebstoffen sind in der Literatur nicht hinreichend beschrieben und müssen, da geklebte Verbindungen ein nicht wegzudenkender Bestandteil des Holzbaus sind, untersucht werden. Um dem Sicherheitsgedanken, den das Bauen mit Holz mit sich führt, gerecht zu werden und den Einsatz dieses Rohstoffes im landwirtschaftlichen Bauen weiter zu fördern, wurde eine Prüfmethodik entwickelt, die mögliche Auswirkungen wiederkehrender Desinfektionsmaßnahmen Abbilden kann. | In Folge von iterativen hygrothermisch-chemischen Lastkombinationen wiesen grundsätzlich alle untersuchten Klebverbünde von Fichtenholz, unabhängig vom eingesetzten Klebstoff, Alterungserscheinungen auf. Die RPF-Klebung erweist sich insgesamt am resistentesten gegen die Einwirkungen chemischer Last. Dennoch wirken Kresole und auch org. Säuren negativ auf die Klebfestigkeit der RPF-Klebung. Gegen den Einfluss von Aldehyden zeigt sich die RPF-Klebung jedoch verhältnismäßig unempfindlich. Am Beispiel von MUF-Klebungen und dem Einsatz von Aldehyden, konnte ein deutlicher Zusammenhang zwischen Zyklen Anzahl und einer signifikanten Verschlechterung des Tragverhaltens nachgewiesen werden. Vergleichend steigt mit zunehmender Zyklenzahl die Festigkeit der PUR-Klebungen um ca. 20 % im Vergleich zu den nativen Proben. Aldehyde sind der Klebefestigkeit der PUR-Klebung somit zuträglich. Durch Hochdruckreinigung kann die Holzstruktur von Fichtenholz massiv ausgetragen werden, wenn der Düsenabstand weniger als 300 mm beträgt. Generell führt eine HD-Reinigung zu oberflächlichen Faseraufstellungen, was zu erhöhten Schmutz- und Keimanlagerungen zwischen den Reinigungsintervallen führt. Dennoch können für geklebte Holzprodukte keine allgemein gültigen qualitativen Abschätzungen der Langzeitwirkung von Desinfektionsprozessen gemacht werden. In der Praxis werden oft individuelle Wirkstoff-Kombinationen zur Desinfektion verwendet, um ein breiteres oder spezielles Wirkspektrum zu erzielen. Die möglichen Interaktionen dieser Kombinationen sind ohne explizite Langzeitprüfung unvorhersehbar und stellen ein signifikantes Hindernis bei der Abschätzung der Dauerhaftigkeit dar. Unabhängig der besonderen chemischen Last, die mit den hygienischen Anforderungen der Tierhaltung einhergehen, ist der Grundsatz zu beachten, die Einwirkungen von flüssigem Wasser und Chemikalien auf Holz und Holzwerkstoffe durch einen konstruktiven Holzschutz bestmöglich zu unterbinden. | Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schwarz Tel.: +49 33 34657-371 ulrich.schwarz@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde - Fachbereich Holzingenieurwesen Alfred-Möller-Str. 1 16225 Eberswalde | X |
| 01.04.2020 | 30.09.2023 | 2220HV034A | Verbundvorhaben: 3D-Druck von Möbeln aus Restholz, Nutzung spanförmiger Reststoffe aus der Holzindustrie für das Liquid Deposition Modeling; Teilvorhaben 1: Materialentwicklung und Upscaling - Akronym: addwood | Das Forschungsvorhaben "addwood" hat den 3D-Druck mit holzbasierten Werkstoffen zum Thema. Ziel ist es, den nachwachsenden Rohstoff Holz mithilfe eines additiven Fertigungsprozesses zu verarbeiten. Vorteilhaft ist, dass dieser eine höhere Materialeffizienz aufweist als traditionelle subtraktive Verfahren. Auf Basis bisher stofflich nur bedingt genutzter spanförmiger Holzreste aus der holzverarbeitenden Industrie soll ein neuer, additiv verarbeitbarer Holzwerkstoff weiterentwickelt werden. Bisher hat sich das Liquid Deposition Modeling in Laborversuchen bewährt. Holzspäne werden mit Bindemitteln vermengt. Die entstehende pastöse Masse lässt sich anschließend extrudieren. Es ist geplant, dieses Verfahren in den Pilotmaßstab zu überführen. Prototypen von Möbeln sind additiv zu fertigen und auf ihre Marktfähigkeit hin zu bewerten. | Dr.-Ing. Michael Rosenthal Tel.: +49 351 463-31360 michael.rosenthal@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät für Umweltwissenschaften - Fachrichtung Forstwissenschaften - Institut für Forstnutzung und Forsttechnik - Professur für Forstnutzung Pienner Str. 19 01737 Tharandt | ||
| 01.04.2020 | 30.09.2023 | 2220HV034B | Verbundvorhaben: 3D-Druck von Möbeln aus Restholz, Nutzung spanförmiger Reststoffe aus der Holzindustrie für das Liquid Deposition Modeling; Teilvorhaben 2: Upscaling, Materialästhetik, Nachbearbeitung, Gestaltung und Herstellung von Prototypen - Akronym: addwood | Das Forschungsvorhaben "addwood" hat den 3D-Druck mit holzbasierten Werkstoffen zum Thema. Ziel ist es, den nachwachsenden Rohstoff Holz mithilfe eines additiven Fertigungsprozesses zu verarbeiten. Vorteilhaft ist, dass dieser eine höhere Materialeffizienz aufweist als traditionelle subtraktive Verfahren. Auf Basis bisher stofflich nur bedingt genutzter spanförmiger Holzreste aus der holzverarbeitenden Industrie soll ein neuer, additiv verarbeitbarer Holzwerkstoff weiterentwickelt werden. Bisher hat sich das Liquid Deposition Modeling in Laborversuchen bewährt. Holzspäne werden mit Bindemitteln vermengt. Die entstehende pastöse Masse lässt sich anschließend extrudieren. Es ist geplant, dieses Verfahren in den Pilotmaßstab zu überführen. Prototypen von Möbeln sind additiv zu fertigen und auf ihre Marktfähigkeit hin zu bewerten. | Prof. Jacob Strobel Tel.: +49 375 536-1875 jacob.strobel@fh-zwickau.de Westsächsische Hochschule Zwickau Kornmarkt 1 08056 Zwickau | ||
| 01.02.2020 | 30.04.2023 | 2220HV035A | Verbundvorhaben: Brettsperrholz aus modifiziertem Buchenholz; Teilvorhaben 1: Buchenholzmodifizierung und Brettsperrholzfertigung - Akronym: B2BSP | Das vorliegende Projekt soll das neue Produkt "Brettsperrholz aus modifizierter Buche" näher untersuchen und möglichst bis zur industriellen Umsetzung führen. Mit diesem Projekt soll das Vorgänger-Projektes "Verwendung von schwachem Laubholz für die Produktion von Brettsperrholz" (FKZ 22003715) weitergeführt und umgesetzt werden. Das Buchenholz wurde mit Hilfe eines Modifizierungsverfahrens so optimiert, dass es sich hinsichtlich der Dimensionsstabilität und der Verklebungseigenschaften vergleichbar dem Nadelholz verwenden ließ. Hierbei wurden Grundlagen erforscht und erste Prototypen gefertigt. Diese Erkenntnisse zeigen, dass sich das modifizierte Buchenholz durchaus für die Herstellung von BSP-Elementen eignet. Für den tatsächlichen Einsatz und die Umsetzung im industriellen Maßstab sind jedoch weiterführende Untersuchungen und Entwicklungen notwendig. Im Mittelpunkt steht hierbei die Untersuchung der technischen Eigenschaften, die für eine Zulassung als Bauprodukt notwendig sind. Mit den Untersuchungen des Projektes soll das stoffliche Nutzungspotential von Buchenholz ausgeweitet werden, indem die konstruktive Verwendung als Brettsperrholz angestrebt wird. Das vorherige Projekt zeigte, dass aufgrund der Ausbeuteproblematik (6% der Rohholzmenge verwendbar) Schwachholz für die BSP Herstellung nicht geeignet ist. Für die weitere Entwicklung der Produktinnovation "BSP aus modifizierter Buche" sollen daher nun starke Holzdimensionen verwenden werden. Folgende Arbeitsschwerpunkte soll das vorliegende Forschungsprojekt "BSP aus modifiziertem Buchenholz" bearbeiten: • Schnittholzausbeute bei der Verwendung von Buchenstarkholz • Integration rotkernigen Holzes in die BSP-Fertigung, bzw. alternative Verwendungsmöglichkeiten • Optimierung des Modifizierungsverfahrens • Untersuchungen des neuen Produktes "BSP aus modifizierter Buche" im Hinblick auf Brandverhalten, Festigkeiten und Emissionen • Anlagenkonzeption von BSP-Produktionslinien für einen Laubholzeinsatz | Prof. Dr. Bertil Burian Tel.: +49 7472 951-148 burian@hs-rottenburg.de Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Schadenweiler Hof 72108 Rottenburg am Neckar | ||
| 01.02.2020 | 30.04.2023 | 2220HV035B | Verbundvorhaben: Brettsperrholz aus modifiziertem Buchenholz; Teilvorhaben 2: Untersuchung des Brandverhaltens und der Festigkeitseigenschaften - Akronym: B2BSP | Auf der Grundlage der Forschungsergebnisse aus dem FNR-Förderprojekt "Verwendung von schwachem Laubholz für die Produktion von Brettsperrholz" (Förderkennzeichen 22003715) soll die Projektidee, Buchenholz für die Herstellung von Brettsperrholz (BSP) zu verwenden, weiter verfolgt und umgesetzt werden. Die Idee des vorherigen Projektes war, das Buchenholz mit Hilfe eines Modifizierungsverfahrens so zu optimieren, dass es sich vergleichbar dem Nadelholz verwenden lässt, um so das Nutzungspotential für das Buchenholz im konstruktiven Bereich zu erweitern. Aufgrund der vielversprechenden Erkenntnisse dieses Projektes wird nun angestrebt diese Projektidee in einem Folgeprojekt weiterzuführen. Die Entwicklung und Optimierung des Baustoffes "BSP aus modifiziertem Buchenholz" soll hierbei im Mittelpunkt stehen und umgesetzt werden. Hierbei soll Buchenholz aus regionalen, nachhaltig bewirtschafteten Wäldern verwendet werden. Das vorliegende Forschungsprojekt soll das Produkt "BSP aus modifiziertem Buchenholz" durch folgende Punkte weiterführen: • Optimierung der Schnittholzausbeute durch die Verwendung von Buchenstarkholz • Festigkeitssortierung und Ausbeuteoptimierung durch Kappung • Integrierung des rotkernigen Holzes in die BSP-Fertigung, bzw. Erforschung alternativer Verwendungsmöglichkeiten • Optimierung des Modifizierungsverfahrens • Untersuchungen des neuen Produktes "BSP aus modifizierter Buche" im Hinblick auf Produkteigenschaften wie Brandverhalten, Festigkeiten und Emissionen. • Projektierung eines Laubholzsägewerks für die Schnittholzproduktion • Entwicklung einer BSP-Produktionslinie für einen Laubholzeinsatz • Kostenvergleich der BSP Herstellung aus Schwachholz versus Starkholz | Prof. Dr.-Ing. Björn Kampmeier Tel.: +49 391 886-4967 bjoern.kampmeier@hs-magdeburg.de Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) - Fachbereich Wasser, Umwelt, Bau und Sicherheit Breitscheidstr. 2 39114 Magdeburg | ||
| 01.03.2020 | 31.12.2023 | 2220HV036A | Verbundvorhaben: Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau; Teilvorhaben 1: LCA Gebäude - Akronym: ZukunftLaWiBau | Mit dem Projekt "Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau (ZukunftLaWiBau)" wird das Ziel verfolgt, den Anteil von landwirtschaftlichen Bauten in Holzbauweise unter Berücksichtigung technischer Fragestellungen wieder zu erhöhen. Hierzu werden Planungsgrundlagen für landwirtschaftliche Gebäude anhand von Mustergebäuden in das 21. Jahrhundert überführt. Dabei werden regionale Wertschöpfungsketten in ländlichen Räumen berücksichtigt, aktuelle Fragestellungen der Hygiene und Holzprodukte berücksichtigt und Möglichkeiten zur Nutzung des Potenzials des vorhandenen Holzes vorgeschlagen. Zusätzlich wird die Datenbasis zu Klima- und Ressourcenschutz der landwirtschaftlichen Bauten aus Holz aktualisiert und vertieft und für den Charta-für Holz 2.0 Prozess nutzbar gemacht. Ergebnis des Projektes ist ein Planungsleitfaden "Landwirtschaftliches Bauen mit Holz im 21. Jahrhundert". Der Leitfaden bezieht aktuelle Fragestellungen - Klimaschutz, Tierwohl, regionale Wertschöpfung, Dauerhaftigkeit, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit als Querschnittsfelder ein. Durch ein interdisziplinär aufgestelltes Forschungsteam werden die Fragestellungen ganzheitlich erarbeitet. | Prof. Dr. Annette Hafner Tel.: +49 234 32-21413 annette.hafner@rub.de Ruhr-Universität Bochum - Fakultät Bau- und Umweltwissenschaften - Ressourceneffizientes Bauen Universitätsstr. 150, IC 5-159 44801 Bochum | ||
| 01.03.2020 | 31.12.2023 | 2220HV036B | Verbundvorhaben: Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau; Teilvorhaben 2: Tragwerke, Rückbau und Ressourcennutzung (TUM-HB) sowie Holzprodukte, Ressourcenpotenzial und Wertschöpfungsketten" (TUM-HFM) - Akronym: ZukunftLaWiBau | Mit dem Projekt "Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau (ZukunftLaWiBau)" wird das Ziel verfolgt, den Anteil von landwirtschaftlichen Bauten in Holzbauweise unter Berücksichtigung technischer Fragestellungen wieder zu erhöhen. Hierzu werden Planungsgrundlagen für landwirtschaftliche Gebäude anhand von Mustergebäuden in das 21. Jahrhundert überführt. Dabei werden regionale Wertschöpfungsketten in ländlichen Räumen berücksichtigt, aktuelle Fragestellungen der Hygiene und Holzprodukte berücksichtigt und Möglichkeiten zur Nutzung des Potenzials des vorhandenen Holzes vorgeschlagen. Zusätzlich wird die Datenbasis zu Klima- und Ressourcenschutz der landwirtschaftlichen Bauten aus Holz aktualisiert und vertieft und für den Charta-für Holz 2.0 Prozess nutzbar gemacht. Ergebnis des Projektes ist ein Planungsleitfaden "Landwirtschaftliches Bauen mit Holz im 21. Jahrhundert". Der Leitfaden bezieht aktuelle Fragestellungen - Klimaschutz, Tierwohl, regionale Wertschöpfung, Dauerhaftigkeit, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit als Querschnittsfelder ein. Durch ein interdisziplinär aufgestelltes Forschungsteam werden die Fragestellungen ganzheitlich erarbeitet. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 89 289-22416 winter@bv.tum.de Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.02.2020 | 31.12.2023 | 2220HV036C | Verbundvorhaben: Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau; Teilvorhaben 3: Bestandsanalyse und wirtschaftliche Tragwerke - Akronym: ZukunftLaWiBau | Mit dem Projekt "Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz – von der Planung bis zum Rückbau (ZukunftLaWiBau)" wird das Ziel verfolgt, den Anteil von landwirtschaftlichen Bauten in Holzbauweise unter Berücksichtigung technischer Fragestellungen wieder zu erhöhen. Hierzu werden Planungsgrundlagen für landwirtschaftliche Gebäude anhand von Mustergebäuden in das 21. Jahrhundert überführt. Dabei werden regionale Wertschöpfungsketten in ländlichen Räumen berücksichtigt, aktuelle Fragestellungen der Hygiene und Holzprodukte berücksichtigt und Möglichkeiten zur Nutzung des Potenzials des vorhandenen Holzes vorgeschlagen. Zusätzlich wird die Datenbasis zu Klima- und Ressourcenschutz der landwirtschaftlichen Bauten aus Holz aktualisiert und vertieft und für den Charta-für Holz 2.0 Prozess nutzbar gemacht. Ergebnis des Projektes ist ein Planungsleitfaden "Landwirtschaftliches Bauen mit Holz im 21. Jahrhundert". Der Leitfaden bezieht aktuelle Fragestellungen - Klimaschutz, Tierwohl, regionale Wertschöpfung, Dauerhaftigkeit, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit als Querschnittsfelder ein. Durch ein interdisziplinär aufgestelltes Forschungsteam werden die Fragestellungen ganzheitlich erarbeitet. | Dipl.-Ing. Architekt Jochen Simon Tel.: +49 89 99141-390 jochen.simon@lfl.bayern.de Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) - Institut für Landtechnik und Tierhaltung Professor-Dürrwächter-Platz 2 85586 Poing | ||
| 01.03.2020 | 31.12.2023 | 2220HV036D | Verbundvorhaben: Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau; Teilvorhaben 4: Tierhygiene - Akronym: ZukunftLaWiBau | Mit dem Projekt "Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz – von der Planung bis zum Rückbau (ZukunftLaWiBau)" wird das Ziel verfolgt, den Anteil von landwirtschaftlichen Bauten in Holzbauweise unter Berücksichtigung technischer Fragestellungen wieder zu erhöhen. Hierzu werden Planungsgrundlagen für landwirtschaftliche Gebäude anhand von Mustergebäuden in das 21. Jahrhundert überführt. Dabei werden regionale Wertschöpfungsketten in den ländlichen Räumen berücksichtigt. | Prof. Dr. Uwe Rösler Tel.: +49 30 838-51830 uwe.roesler@fu-berlin.de Freie Universität Berlin - Fachbereich Veterinärmedizin - Institut für Tier- und Umwelthygiene im Zentrum für Infektionsmedizin Robert-von-Ostertag-Str. 8 14163 Berlin | ||
| 01.03.2020 | 30.06.2024 | 2220HV036E | Verbundvorhaben: Entwicklung zukunftsweisender Konzepte zum landwirtschaftlichen Bauen mit Holz - von der Planung bis zum Rückbau; Teilvorhaben 5: Hygiene - Epidemiologie - Akronym: ZukunftLaWiBau | Ziel des Projekts ist, den Anteil von landwirtschaftlichen Bauten in Holzbauweise unter Berücksichtigung technischer Fragestellungen zu erhöhen. Hierzu werden Planungsgrundlagen für landwirtschaftliche Gebäude anhand von Mustergebäuden in das 21. Jahrhundert überführt. Dabei werden regionale Wertschöpfungsketten in ländlichen Räumen sowie aktuelle Fragestellungen der Hygiene und Holzprodukte berücksichtigt. Zusätzlich wird die Datenbasis zu Klima- und Ressourcenschutz der landwirtschaftlichen Bauten aus Holz aktualisiert, vertieft und für den Charta-für Holz 2.0 Prozess nutzbar gemacht. Ergebnis des Projektes ist ein Planungsleitfaden "Landwirtschaftliches Bauen mit Holz im 21. Jahrhundert". Der Leitfaden bezieht folgende aktuelle Fragestellungen als Querschnittsfelder ein: Klimaschutz, Tierwohl, regionale Wertschöpfung, Dauerhaftigkeit, Ressourceneffizienz und Wirtschaftlichkeit. Durch ein interdisziplinär aufgestelltes Forschungsteam werden die Fragestellungen ganzheitlich erarbeitet. | Dr. Carola Sauter-Louis Tel.: +49 38351 7-1893 carola.sauter-louis@fli.de Friedrich-Loeffler-Institut Bundesforschungsinstitut für Tiergesundheit - Institut für Epidemiologie Südufer 10 17493 Greifswald | ||
| 01.02.2020 | 31.01.2022 | 2220HV038A | Verbundvorhaben: Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel; Teilvorhaben 1: Musterbau - Akronym: CabinWoods-Musterbau | Zielsetzung des Vorhabens war es, Funktionsmöbel aus Hartholz-Verbundelementen einheimischer Produktion so leicht und sicher zu bauen, dass sie sich auf internationalen Premiummärkten wie der Kreuzfahrtbranche gegenüber bisher üblichen Metallkonstruktionen durchsetzen können. Ausgangspunkt des Vorhabens war ein bereits durchgeführtes Projekt, in dem es gelungen war, die bisher für diesen Einsatzbereich verwendeten Metallkonstruktionen durch Konstruktionen aus Massivholz zu ersetzen. Die auf dieser Basis entwickelte Konstruktion kam in den Jahren 2014, 2016 und 2018 auf drei Kreuzfahrtschiffen zum Einsatz. Da für die Reedereien die Themen Nachhaltigkeit und Ressourcenverbrauch immer stärker in den Fokus rückten, ergab sich von dieser Seite die Aufgabenstellung nach einer Gewichtsreduzierung aller eingesetzten Bauteile, inklusive der Möblierung. Neben dem Ziel der Energieeinsparung durch eine Reduzierung des Gesamtgewichts und Aspekten des Umweltschutzes spielte hierbei auch die Schiffsicherheit eine wesentliche Rolle. Zur Erreichung dieses Ziels sollte ein für die Möbelindustrie neues iteratives Verfahren zum Einsatz kommen. Aus den im Prototypenbau entwickelten Hartholz-Verbundelementen sollten unter Einsatz computergestützter Simulationen 3DModelle angelegt und mit Hilfe dieser Modelle die unter den Beanspruchungen Sitzen, Verwandeln und Schlafen auftretenden Lasten simuliert werden. Auf diese Weise sollten die maximal durch jedes Bauteil aufzunehmenden Lasten ermittelt und festgestellt werden, welche Querschnitte und Maße für die jeweilige Lastaufnahme ggf. überdimensioniert waren. Die durch die Simulationen ermittelten Optimierungspotenziale sollten dann in die Entwicklung neuer Prototypen einfließen, die im Anschluss Funktions- und Anwendertests unterzogen werden sollten. Ziel war die Reduzierung des Gesamtgewichts um ca. 40%. Eine Übertragung der Ergebnisse sollte auch auf weitere Anwendungsgebiete (Hotels, Pflege, Krankenhaus, Wohnmöbel) erfolgen. | Die theoretischen Ergebnisse der Simulation ließen sich nur sehr aufwändig in Vollholzstrukturen umsetzen. Eine Reduzierung der Vollholzquerschnitte erwies sich grundsätzlich als möglich, jedoch nur bei gleichzeitiger Verstärkung der Konstruktion. Dies wirkte sich jedoch sowohl auf die angestrebte Gewichtsreduzierung, als auch auf den Komfort der Sitzmöbel aus. Über die Reduzierung der Querschnitte hinaus wurden daher weitere Änderungen vorgenommen, z.B. der Austausch von flächigen Elementen durch Rahmenkonstruktionen, der Austausch von Buchenholz durch Fichtenholz und auch der Einsatz von Leichtbauplattenmaterial. Auch die weiteren Verarbeitungsschritte (z.B. die Unterfederung) mussten in die konstruktiven Überlegungen einbezogen werden, da das Gestell auch die hierdurch entstehenden Kräfte aufnehmen musste. Durch die Reduzierung der Querschnitte allein, war die ursprünglich angedachte Gewichtsreduzierung von ca. 40% nicht erreichbar. Durch die Kombination von Querschnittsreduzierung und dem Austausch von Materialien konnte eine Gewichtsersparnis zwischen 25-40% erzielt werden. Über konstruktive Aspekte hinaus beeinflusste auch der spätere Einsatzbereich die Möglichkeiten der Gewichtsreduzierungen. Hierzu zählten die Demontierbarkeit, der Einbau eines Stauraums und Brandschutzerfordernisse. Durch Anwendertests konnten die theoretische Überlegungen um weitere mögliche Nutzungsszenarien erweitert werden. Auch vor dem Hintergrund unterschiedlicher Bewertungskriterien je Einsatzbereich, ergaben die leichteren Konstruktionen für alle potenziellen Anwender Vorteile. Der praxisnahe Ansatz mit der Entwicklung mehrerer Konstruktionsalternativen pro Anforderungsprofil erwies sich als gute Lösung, die sich aus der Simulation ergebenden Fragestellungen zu bearbeiten. Ebenso führte die abteilungsübergreifende Bearbeitung des Projektes zu sehr guten Ergebnissen, da bereits in frühen Phasen auch Anforderungen einer später geplanten Serienfertigung miteinbezogen werden konnten. | Katja Schwander Tel.: +49 6281 401-171 kschwander@franz-fertig.de Franz Fertig, Sitz + Liegemöbel KG Franz-Fertig-Str. 24 74722 Buchen (Odenwald) | X |
| 01.02.2020 | 31.01.2022 | 2220HV038B | Verbundvorhaben: Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel; Teilvorhaben 2: Strukturanalyse - Akronym: CabinWoods | Im Verbundvorhaben "Konstruktiver Leichtbau von Hartholz-Verbundelementen zur industriellen Fertigung nachhaltiger Funktionsmöbel" wurden in Zusammenarbeit der Projektpartner Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH und FRANZ FERTIG Sitz+Liegemöbel KG optimierte Leichtbaulösungen für den Möbelbereich entwickelt. Zielsetzung des bearbeiteten Vorhabens war es, Hartholz-Funktionsmöbel durch konstruktiven Leichtbau so zu optimieren, dass sie sich in wichtigen Premium-Märkten wie Kreuzfahrtschiffen, Kliniken oder Hotels ge-gen bisher übliche Metallkonstruktionen besser durchsetzen können. Dazu wurden Beispielkonstruktionen erstellt, hinsichtlich ihrer Belastungsszenarien identifiziert und simulativ bewertet. Ausgehend von den Simulationsergebnissen (Spannungsverteilungen, Verformungszuständen) wurden die Konstruktionen bzgl. der Masse als Zielgröße belastungsgerecht optimiert und Prototypen ent-sprechend der Ergebnisse gefertigt. Ziel war es, die das Gewicht der Ausgangskonstruktion durch Methoden des konstruktiven Leichtbaus um ca. 40 % zu reduzieren und gleichzeitig die mechanische Leistungsfähigkeit zu verbessern oder auf Aus-gangsniveau zu halten. | Ausgehend vom Ursprungstyp des Projekts: Standard-Passagierkabine AIDA wurden zunächst Modelltypen definiert und die in den Modelltypen verwendeten Materialien identifiziert und die zur Implementierung eines anisotropen Materialmodells für die Simulation auf Basis der Finite-Elemente-Methode (FEM) benötigten Materialparameter bereitgestellt. Auf Basis der analysierten Modelltypen wurden ausgehend von zweidimensionalen Konstruktionszeichnun-gen dreidimensionale Volumenmodelle der Funktionsmöbel konstruiert. Die Funktionen der einzelnen Kom-ponenten wurden eingehend analysiert und in unterschiedlichen Detaillierungsgraden in den Volumenmodel-len hinterlegt. Zugehörige Simulationsumgebungen wurden aufgebaut und Randbedingungen, Lasteinleitungen, Kontakt-formulierungen, geometrievorbereitende Maßnahmen sowie Elementauswahl und Vernetzungsgrade wurden definiert und implementiert. Simulativ gestützte Topologie- und Geometrieoptimierungsverfahren wurden auf ausgewählte Teilkompo-nenten angewendet und das Verhalten der Strukturen in den Simulationsumgebungen studiert. Weiterhin wurden auch die Gesamtkonstruktionen mittels Spannungs- und Verformungsanalyse simulativ berechnet und hinsichtlich der Ergebnisse ausgewertet. Auf Basis der Erfahrung der Konstrukteure und aus dem in den Simulationen identifizierten Auslastungsgrad der verschiedenen Konstruktionselemente wurden für den Prototypenbau verschiedenste Ansätze zur Ge-wichtsreduzierung (stofflicher und geometrischer Leichtbau) bereitgestellt. Weiterhin wurden verschiedene Leichtbaukonfigurationen einer ausgewählten Konstruktion auf Basis der FEM und in Zusammenarbeit von IHD und Franz Fertig, erzeugt und entsprechend den definierten Belas-tungsszenarien simulativ geprüft. Hinsichtlich des Gewichts ergab sich für die endoptimierte Variante ein Gewicht der Holz- und Beschlagkomponenten von 53,8 kg. Bezogen auf die Ausgangsmasse entspricht dieser Wert einer Einsparung von 39,7 %. | Dipl.-Ing. Ronny Lang Tel.: +49 351 4662-365 ronny.lang@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | X |
| 01.02.2020 | 31.07.2023 | 2220HV039A | Verbundvorhaben: Selbsttragende Freiformflächen aus Laubholzfurnier - Hybridwerkstoffe für den Einsatz in Fußgänger- und Fahrradbrücken; Teilvorhaben 1: Herstellung von Hybridwerkstoffen aus Laubholzfurnier - Akronym: FREIFO | Ziel dieses Projektes ist es, Hybridwerkstoffe aus einer Kombination von frisch geschälten, feuchten und damit noch flexiblen Laubholzfurnieren in Verbindung mit Glas-, Kohle- Natur- und insbesondere Basaltfasern in einem speziellen Vakuumtrocknungs- und Infusionsverfahren für die Herstellung selbsttragender 3D-Freiformflächen herzustellen. Der Fokus zielt unter anderem auf die Einsatzmöglichkeiten im Holzbrückenbau, sowohl als statisch integrativer Bestandteil der Primärkonstruktion wie auch für Belag- und Deckschichten oder Vorhangschalen als Sekundärbauteile. | Dipl.-Phys. Peter Meinlschmidt Tel.: +49 531 2155-449 peter.meinlschmidt@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.02.2020 | 31.07.2023 | 2220HV039B | Verbundvorhaben: Selbsttragende Freiformflächen aus Laubholzfurnier - Hybridwerkstoffe für den Einsatz in Fußgänger- und Fahrradbrücken; Teilvorhaben 2: Projektierung einer Brückenkonstruktion - Akronym: Freifo | Ziel dieses Projektes ist es, Hybridwerkstoffe aus einer Kombination von frisch geschälten, feuchten und damit noch flexiblen Laubholzfurnieren in Verbindung mit Glas-, Kohle- Natur- und insbesondere Basaltfasern in einem speziellen Vakuumtrocknungs- und Infusionsverfahren für die Herstellung selbsttragender 3D-Freiformflächen herzustellen. Der Fokus zielt unter anderem auf die Einsatzmöglichkeiten im Holzbrückenbau, sowohl als statisch integrativer Bestandteil der Primärkonstruktion wie auch für Belag- und Deckschichten oder Vorhangschalen als Sekundärbauteile. | Prof. Dr.-Ing. Mike Sieder Tel.: +49 531 391-7801 m.sieder@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Institut für Baukonstruktion und Holzbau Schleinitzstr. 21A 38106 Braunschweig | ||
| 01.02.2020 | 31.07.2023 | 2220HV039C | Verbundvorhaben: Selbsttragende Freiformflächen aus Laubholzfurnier - Hybridwerkstoffe für den Einsatz in Fußgänger- und Fahrradbrücken; Teilvorhaben 3: Herstellung / Optimierung von Laubholzfunieren - Akronym: FREIFO | Die Forschungsaufgabe zielt auf die Entwicklung eines 3D-geformeten Hybridwerkstoffes mit den Komponenten Laubholzfurniere und textilen Faserstoffen. Als Faserstoffe werden Glas-, Kohle- Natur- und insbesondere Basaltfasern eingesetzt, die mit vakuumgetrockneten und vakuumgetränkten (Infusion) Furnieren kombiniert werden. Die erhaltenen Werkstoffhybride sollen unter anderem im Holzbrückenbau als statisch wirksame Elemente, als Deckschichten sowie als Vorhangschalen eingesetzt werden. | Lukas Greving Tel.: +49 172 1435165 lukas.greving@pollmeier.com Pollmeier Furnierwerkstoffe GmbH Pferdsdorfer Weg 6 99831 Amt Creuzburg | ||
| 01.02.2020 | 31.07.2023 | 2220HV039D | Verbundvorhaben: Selbsttragende Freiformflächen aus Laubholzfurnier - Hybridwerkstoffe für den Einsatz in Fußgänger- und Fahrradbrücken; Teilvorhaben 4: Herstellung der Brückendemonstratoren - Akronym: Freifo | Ziel dieses Projektes ist es, Hybridwerkstoffe aus einer Kombination von frisch geschälten, feuchten und damit noch flexiblen Laubholzfurnieren in Verbindung mit Glas-, Kohle- Natur- und insbesondere Basaltfasern in einem speziellen Vakuumtrocknungs- und Infusionsverfahren für die Herstellung selbsttragender 3D-Freiformflächen herzustellen (Neumann, Mielke, & Glos, 1993). Der Fokus zielt unter anderem auf die Einsatzmöglichkeiten im Holzbrückenbau, sowohl als statisch integrativer Bestandteil der Primärkonstruktion wie auch für Belag- und Deckschichten oder Vorhangschalen als Sekundärbauteile. | Leo Wurster Tel.: +49 931 452 09 909 lwurster@all-ahead.de all ahead composites GmbH Oberdürrbacher Str. 3 97209 Veitshöchheim | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2220HV040A | Verbundvorhaben: Höhere Wertschöpfung von Betonschalungen durch internes Recycling zur Herstellung von Holzschäumen für Anwendungen bei der Betonfertigteilherstellung; Teilvorhaben 1: Herstellung Holzschaum und EPS-Ersatz - Akronym: WoodReForm | Bei der Herstellung von Betonfertigbauteilen werden Schalungen, z.B. aus Brettschichthölzern verwendet. Diese Schalungen werden nach mehrmaligen Gebrauch kostenpflichtig entsorgt. Auf Grund von Beschichtungen besteht diese aus der thermischen Verwertung, eine höherwertige Nutzung ist bis heute nicht möglich. Zusätzlich zu den Schalungsbrettern werden bei der Herstellung der Fertigbauteile Styrolschäume (EPS) für Aussparungen in den Betonwänden eingesetzt, die ebenfalls nach einmaliger Verwendung kostenpflichtig entsorgt werden müssen. Am Fraunhofer WKI wurde ein Verfahren entwickelt, mittels denen sich Holz und andere Lignocellulosen gezielt zu Schaumstoffen verarbeiten können. Das Material kann hinsichtlich der mechanischen Stabilität, der Porenstruktur und der Dichte gezielt eingestellt werden und besteht vollständig aus Holz. Positive Eigenschaften des entwickelten Holzschaumes wie geringes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe Schallabsorption und gute mechanische Festigkeiten zeigen, dass vielfältige Einsatzmöglichkeiten, wie Dämmung oder Verpackung möglich sind. Durch den Herstellungsprozess ist der Holzschaum vollständig recyclebar und kann anschließend erneut zu Holzschäumen verarbeitet werden. Da auch Rest- und Altholz für die Herstellung von Holzschaum genutzt werden kann, bietet sich die Nutzung von Holzschaum in der Fertigbauteilherstellung an: Zum einen können die Schalungsbretter direkt verarbeitet und zum anderen kann der daraus gewonnene Holzschaum als Ersatz für EPS-Aussparungskörper genutzt werden. Die kostenintensive Entsorgung beider Materialien entfällt. Für eine Optimierung der Fertigung werden zunächst einzelne Prozessschritte betrachtet. Zusammen mit dem Projektpartner werden unterschiedliche Möglichkeiten der Faserherstellung aus den Schalungsbrettern, der Aufschäumung als auch der Nutzung als Aussparungskörper betrachtet. Die Wirtschaftlichkeit einer Pilotanlage im Unternehmen soll anhand der Prozessschritte konzipiert werden. | Steffen Sydow Tel.: +49 531 2155-282 steffen.sydow@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2220HV040B | Verbundvorhaben: Höhere Wertschöpfung von Betonschalungen durch internes Recycling zur Herstellung von Holzschäumen für Anwendungen bei der Betonfertigteilherstellung; Teilvorhaben 2: Einsatz in der Fertigteilherstellung und Wirtschaftlichkeit - Akronym: WoodReForm | Bei der Herstellung von Betonfertigbauteilen werden Schalungen, z.B. aus Brettschichthölzern verwendet. Diese Schalungen werden nach mehrmaligen Gebrauch kostenpflichtig entsorgt. Auf Grund von Beschichtungen besteht diese aus der thermischen Verwertung, eine höherwertige Nutzung ist bis heute nicht möglich. Zusätzlich zu den Schalungsbrettern werden bei der Herstellung der Fertigbauteile Styrolschäume (EPS) für Aussparungen in den Betonwänden eingesetzt, die ebenfalls nach einmaliger Verwendung kostenpflichtig entsorgt werden müssen. Am Fraunhofer WKI wurde ein Verfahren entwickelt, mittels denen sich Holz und andere Lignocellulosen gezielt zu Schaumstoffen verarbeiten können. Das Material kann hinsichtlich der mechanischen Stabilität, der Porenstruktur und der Dichte gezielt eingestellt werden und besteht vollständig aus Holz. Positive Eigenschaften des entwickelten Holzschaumes wie geringes Gewicht, geringe Wärmeleitfähigkeit, hohe Schallabsorption und gute mechanische Festigkeiten zeigen, dass vielfältige Einsatzmöglichkeiten, wie Dämmung oder Verpackung möglich sind. Durch den Herstellungsprozess ist der Holzschaum vollständig recyclebar und kann anschließend erneut zu Holzschäumen verarbeitet werden. Da auch Rest- und Altholz für die Herstellung von Holzschaum genutzt werden kann, bietet sich die Nutzung von Holzschaum in der Fertigbauteilherstellung an: Zum einen können die Schalungsbretter direkt verarbeitet und zum anderen kann der daraus gewonnene Holzschaum als Ersatz für EPS-Aussparungskörper genutzt werden. Die kostenintensive Entsorgung beider Materialien entfällt. Für eine Optimierung der Fertigung werden zunächst einzelne Prozessschritte betrachtet. Zusammen mit dem Projektpartner werden unterschiedliche Möglichkeiten der Faserherstellung aus den Schalungsbrettern, der Aufschäumung als auch der Nutzung als Aussparungskörper betrachtet. Die Wirtschaftlichkeit einer Pilotanlage im Unternehmen soll anhand der Prozessschritte konzipiert werden. | Marcel Keilholz Tel.: +49 36333 65240 marcel.keilholz@habau.com HABAU Deutschland GmbH Nordhäuser Str. 2 99765 Heringen | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041A | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 1: Mischung, Verklebung und Prüfung verschiedenster Hybridwerkstoffe - Akronym: HyLightHW | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizienz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe bestehend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilautomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens soll die Formteiltechnik mit Dampf- oder HF-Anregung genutzt werden, um eine neue Verarbeitungstechnologie zu entwickeln. Neben der Material- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Dr. Julia Belda Tel.: +49 531 2155-427 julia.belda@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041B | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 2: Funktionalisierung und Optimierung der Hybridwerkstoffe - Akronym: HyLight | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizienz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe bestehend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilautomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens soll die Formteiltechnik mit Dampf- oder HF-Anregung genutzt werden, um eine neue Verarbeitungstechnologie zu entwickeln. Neben der Material- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Prof. Dr. Carsten Mai Tel.: +49 551 39-19807 cmai@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041C | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 3: Entwicklung und Bau eines Formteilautomaten zur Herstellung von Bauteilen aus nachwachsenden Rohstoffen - Akronym: HyLightHW | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizi-enz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe beste-hend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren (im Folgenden kurz als Biokunststoff be-zeichnet) in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilau-tomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten techni-schen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Formteilautomaten werden bislang ausschließlich für die Partikelschaumverarbeitung eingesetzt: vorgeschäumte thermoplastische Polymerperlen werden mit einem kurzen heißen Dampfstoß oder mittels Energie durch elektro-magnetische Wellen (HF-Technologie) innerhalb kürzester Zeit (wenige Sekunden) zum fertigen Formteil verklebt. Im Rahmen des Vorhabens soll diese Technik genutzt werden, um eine neue Ver-arbeitungstechnologie (Verklebung und Verpressung) für neue Holzprodukte zu entwickeln. Neben der Ma-terial- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Michael Schneider Tel.: +49 9342 807-124 michael.schneider@kurtzersa.de Kurtz GmbH & Co. KG Frankenstr. 2 97892 Kreuzwertheim | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV041D | Verbundvorhaben: Formteilautomaten zur energieeffizienten Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte; Teilvorhaben 4: Verwendung der projektspezifischen leichten Holzprodukte als Fassadendämmung z.B. in Wärmedämm-Verbundsystemen. - Akronym: HyLightHW | Vor dem Hintergrund eines reduzierten Materialeinsatzes und sowie einer Steigerung der Verwertungseffizienz biogener Rohstoffe verfolgt das vorliegende Projektvorhaben das Ziel, leichte Hybridwerkstoffe bestehend aus Holz und biobasierten, thermoplastischen Polymeren in Form von Fasern oder Partikelschaum zu entwickeln. Die Innovation besteht darin, Formteilautomaten für eine energieeffiziente Herstellung komplex geformter, leichter Holzprodukte mit guten technischen Eigenschaften bei gleichzeitig reduziertem Materialeinsatz zu nutzen. Im Rahmen des Vorhabens soll die Formteiltechnik mit Dampf- oder HF-Anregung genutzt werden, um eine neue Verarbeitungstechnologie zu entwickeln. Neben der Material- und Technologieentwicklung stellt das Thema Recycling der hergestellten Werkstoffe nach Beendigung der Lebensdauer die dritte Kernaufgabe des Vorhabens dar. | Markus Zwerger Tel.: +49 7744 57-1455 m.zwerger@sto.com STO SE & Co. KGaA Ehrenbachstr. 1 79780 Stühlingen | ||
| 01.06.2021 | 31.12.2024 | 2220HV043A | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 1: Entwicklung einer Recyclingformulierung und Fertigung für Holzspan- und Holzfaserwerkstoffe - Akronym: ReSpan | Dieses Projekt hat als Ziel, ein Recyclingverfahren zu entwickeln, welches alle Bestandteile von Spanholzwerkstoffen einer Nachnutzung zuführt. Hierfür ist die schonende Auflösung der Werkstoffe von besonderer Bedeutung. Um dies zu erreichen, wird die chemische Struktur des duromeren Kunststoffs gezielt mit einem geeignetem Recyclingagenz aufgebrochen, welches die Auflösung des Werkstoffverbundes bewirkt. Ziel ist, dass die entstehende Recyclingpulpe erneut reaktiv gegenüber einer thermischen Vernetzung ist. Hierfür soll eine Recyclingformulierung entwickelt werden, welche das in den Werkstoffen enthaltene Duromer in oligomere Teile spaltet, welche näherungsweise einem Harz vor der Aushärtung entsprechen. Das überschüssige Recyclingagenz soll wieder entfernt werden und die aus dem Zersetzungsprozess erhaltene Recyclingmasse, in einem weiteren Schritt zu neuen Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen verpresst werden. Hierbei sollen idealerweise keine weiteren Bestandteile wie zum Beispiel neue Späne oder neues Harz zugegeben werden. | Dr. rer. nat. Sebastian Steffen Tel.: +49 3328 330-246 sebastian.steffen@iap.fraunhofer.de Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Einrichtung für Polymermaterialien und Composite (PYCO) des Fraunhofer IAP Kantstr. 55 14513 Teltow | ||
| 01.06.2021 | 31.12.2024 | 2220HV043B | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 2: Trennung von Mehrstoffsystemen und Entwicklung eines Recyclingverfahrens für Holzspan- und Holzfaserstoffe - Akronym: ReSpan | Dieses Projekt hat als Ziel, ein Recyclingverfahren zu entwickeln, welches nicht nur Teile, sondern alle Bestandteile der Werkstoffe einer Nachnutzung zuführt. Hierfür ist die schonende Auflösung der Werkstoffe ohne Schädigung der Holzfasern von besonderer Bedeutung. Um dies zu erreichen, wird die chemische Struktur des duromeren Kunstoffs gezielt mit einem geeignetem Recyclingagenz aufgebrochen, welches die Auflösung des Werkstoffverbundes bewirkt. Ziel ist, dass die entstehende Recyclingpulpe erneut reaktiv gegenüber einer thermischen Vernetzung ist. Hierfür soll eine Recyclingformulierung entwickelt werde, welche das in den Werkstoffen enthaltene Duromer nicht vollständig abbaut, sondern dieses in oligomere Teile spaltet, welche näherungsweise einem Harz vor der Aushärtung entsprechen. Das überschüssige Recyclingagenz soll anschließend wieder entfernt werden und die aus dem Zersetzungsprozess erhaltene Recyclingmasse, bestehend aus der Holzkomponente und dem abgebauten Harz anschließend in einem weiteren Schritt zu neuen Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen verpresst werden. Hierbei sollen idealerweise keine weiteren Bestandteile wie zum Beispiel neue Späne oder neues Harz zugegeben werden, so dass eine vollständige Wiederverwendung möglich wird. | Prof. Dr.-Ing. Alexander Pfriem Tel.: +49 3334 657-377 alexander.pfriem@hnee.de Hochschule für nachhaltige Entwicklung Eberswalde Schicklerstr. 5 16225 Eberswalde | ||
| 01.06.2021 | 31.12.2024 | 2220HV043C | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 3: Herstellung von Demonstratoren aus recycelten Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen für modulare Designanwendungen - Akronym: ReSpan | Dieses Projekt hat als Ziel, ein Recyclingverfahren zu entwickeln, welches nicht nur Teile, sondern alle Bestandteile der Werkstoffe einer Nachnutzung zuführt. Hierfür ist die schonende Auflösung der Werkstoffe ohne Schädigung der Holzfasern von besonderer Bedeutung. Um dies zu erreichen, wird die chemische Struktur des duromeren Kunstoffs gezielt mit einem geeignetem Recyclingagenz aufgebrochen, welches die Auflösung des Werkstoffverbundes bewirkt. Ziel ist, dass die entstehende Recyclingpulpe erneut reaktiv gegenüber einer thermischen Vernetzung ist. Hierfür soll eine Recyclingformulierung entwickelt werde, welche das in den Werkstoffen enthaltene Duromer nicht vollständig abbaut, sondern dieses in oligomere Teile spaltet, welche näherungsweise einem Harz vor der Aushärtung entsprechen. Das überschüssige Recyclingagenz soll anschließend wieder entfernt werden und die aus dem Zersetzungsprozess erhaltene Recyclingmasse, bestehend aus der Holzkomponente und dem abgebauten Harz anschließend in einem weiteren Schritt zu neuen Holzspan- und Holzfaserwerkstoffen verpresst werden. Hierbei sollen idealerweise keine weiteren Bestandteile wie zum Beispiel neue Späne oder neues Harz zugegeben werden, so dass eine vollständige Wiederverwendung möglich wird. | Dipl.Ing. Andreas Stadler Tel.: +49 30 7885841 stadler@system180.com System 180 GmbH Ernst-Augustin-Str. 3 12489 Berlin | ||
| 01.06.2021 | 31.12.2024 | 2220HV043D | Verbundvorhaben: Recycling von Spanholzwerkstoffen; Teilvorhaben 4: Konzeption eines Trennverfahrens von Sperrmüllholzabfällen für das Recycling von Spanholzwerkstoffen - Akronym: ReSpan | Konzeption eines Trennverfahrens von Sperrmüllholzabfällen für das Recycling von Spanholzwerkstoffen | Jörg Große-Wortmann Tel.: +49 571 3881017 jgw@prezero.com PreZero Holz GmbH Hafen Berenbusch 4 31675 Bückeburg | ||
| 01.03.2021 | 30.09.2024 | 2220HV045X | Entwicklung eines material- und energieeffizienten Holzbausystems aus Laub- und Nadelholz - Akronym: LaNaSYS | Mit dem vorliegenden Vorhaben soll ein Beitrag zu einer materialeffizienten und nachhaltigen Nutzung des einheimischen Rohstoffs Holz im modernen Holzbau geleistet werden. Das Vor-haben konzentriert sich auf die Weiterentwicklung von Brettsperrholzbauteilen. Die Herstel-lung und Verwendung dieses Holzbaustoffes hat in den letzten 20 Jahren exponentiell zuge-nommen und eine weitere Steigerung ist absehbar. Die Bauteile werden bisher nahezu aus-schließlich aus Nadelholz gefertigt, eine Ressource, die knapper werden wird. Auf Grund der großen Produktionsmengen eignen sich die Bauteile besonders gut zur Aufnahme großer Mengen von Laubholz mit derzeit kaum verwertbaren Qualitäten. Mit dem Projekt werden folgende Ziele erreicht: - Entwicklung ressourcen-optimierter Brettsperrholzbauteile mit und ohne Verbund mit Beton - durch diskontinuierliche Verlegung der inneren Brettlagen und gleichzeitiger Integration von Brandstopp-Lagen aus modifiziertem Cottonid - unter Verwendung von bisher stofflich nicht genutzten Laubholzsortimenten für die Mittellagen, insbesondere aus juvenilem Buchenholz, insektengeschädigten Eichenbohlen und/oder Schnittholz mit hohem Splintholzanteil und Restrollen und -bohlen aus der Furnierherstellung - durch Lösung der grundsätzlichen Fragen zur Herstellung von hybridem Brettsperrholz (HBSP) für Wand-, Dach- und Deckenbauteilen - Konzentration der Arbeiten auf Deckenbauteile mit und ohne Verbund - dabei weiterer Reduzierung der Bauteildicken durch Ausnutzung zweiachsiger Tragwirkung - Nutzung der entstehenden Hohlräume für Installationen und Litzen zur Vorspannung - bei gleichzeitiger Angabe aller brandschutztechnischen, bauphysikalischen und mechanischen Leistungsmerkmale - Bereitstellung einer firmenneutralen allgemeinen nationalen oder europäischen Zulassung zur Herstellung und Verwendung der Bauteile in der Praxis - Darstellung der möglichen Anwendungen mit Abschätzung der zu erwartenden Wirtschaftlichkeit - Einschätzung des Absatzpotetials | Univ.-Prof. Stephan Birk Tel.: +49 89 289 25 492 s.birk@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Architektur - Professur für Entwerfen und Holzbau Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.03.2021 | 31.05.2024 | 2220HV047A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines neuen lignocellulosen Sandwichwerkstoffs mit reduziertem Materialeinsatz und zugehöriges Fertigungsverfahren; Teilvorhaben 1: Entwicklung des Verfahrens zur Herstellung eines neuartigen, lignocellulosen Sandwichwerkstoffes - Akronym: FALSA | Der Ausbau der Material- und Energieeffizienz in der Holzverwendung ist in Zeiten des Wandels von einer überwiegend fossilbasierten Wirtschaftsweise hin zu einer nachhaltigen Bioökonomie von großer Bedeutung. Im Projekt werden Möglichkeiten des beanspruchungsgerechten Materialeinsatzes nachwachsender Rohstoffe für leichte Sandwichwerkstoffe entwickelt. Gleichzeitig werden mechanische Eigenschaften der leichten, homogenen Werkstoffe erhört. Dazu wird eine neue Materialentwicklung mit hohem Anwendungspotential sowie eine Anlagentechnik und zugehöriges Verfahren geschaffen. Durch die Beteiligung der Industrie ist die Skalierbarkeit als Ziel möglich. Durch Nutzung von leichten Dämmstoffen und einer innovativen Gestaltung der Faserorientierung kann in Kombination einer Sandwichbauweise die Ressourceneffizienz um bis zu 50 % steigen. Die Entwicklung ist vor allem für die Möbel- aber auch für den Fahrzeug-Innenausbau von hoher Bedeutung. | Prof. Dr.-Ing. Andre Wagenführ Tel.: +49 351 46338101 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.03.2021 | 31.05.2024 | 2220HV047B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines neuen lignocellulosen Sandwichwerkstoffs mit reduziertem Materialeinsatz und zugehöriges Fertigungsverfahren; Teilvorhaben 2: Entwicklung der Technik zur Herstellung eines neuartigen, lignocellulosen Sandwichwerkstoffs - Akronym: FALSA | Der Ausbau der Material- und Energieeffizienz in der Holzverwendung ist in Zei-ten des Wandels von einer überwiegend fossilbasierten Wirtschaftsweise hin zu einer nachhaltigen Bioökonomie von großer Bedeutung. Im Projekt werden Möglichkeiten des beanspruchungsgerechten Materialeinsatzes nachwachsender Rohstoffe für leichte Sandwichwerkstoffe entwickelt. Gleichzeitig werden mechanische Eigenschaften der leichten, homogenen Werkstoffe erhört. Dazu wird eine neue Materialentwicklung mit hohem Anwendungspotential sowie eine Anlagentechnik und zugehöriges Verfahren geschaffen. Durch die Beteiligung der Industrie ist die Skalierbarkeit als Ziel möglich. Durch Nutzung von leichten Dämmstoffen und einer innovativen Gestaltung der Faserorientierung kann in Kombination einer Sandwichbauweise die Ressourceneffizienz um bis zu 50 % steigen. Die Entwicklung ist vor allem für die Möbel- aber auch für den Fahrzeug-Innenausbau von hoher Bedeutung. | Jörg Becker Tel.: +49 524 88110-883 jbe@beckergruppe.de Becker Sonder-Maschinenbau GmbH Grüner Weg 6 33449 Langenberg | ||
| 01.06.2021 | 31.05.2024 | 2220HV049A | Verbundvorhaben: Acetyliertes Buchen-Furnierschichtholz - Buchenholzprodukt für bewitterte Tragwerke - dauerhaft, formstabil, hochfest; Teilvorhaben 1: Mechanische Kennwerte - Akronym: ACEBUFU | Zielsetzung ist die Bereitstellung von Holzbauprodukten aus modifiziertem, heimischem Buchenholz für frei der Witterung ausgesetzter Tragwerke. Das erwartete Ergebnis sind dauerhafte, formstabile und hochfeste Bauteile. Konkretes Ziel ist die Entwicklung und Konstruktion von stabförmigen Bauteilen aus acetyliertem Buchen-Furnierschichtholz (FSH) für den konstruktiven Holzbau. Grundlagenorientiert soll die Wirkung der Furnierdicke auf den Acetylierungsprozess und die Wirkung acetylierter Buchenfurniere auf die Klebbarkeit zu FSH-Lamellen und zu Brettschichtholzträgern aus FSH-Lamellen – Flächen- sowie Keilzinkenverklebung – erforscht werden. Anwendungsorientiert soll das Trag- und Verformungsverhalten sowie das Delaminierungsverhalten von acetylierten Buchen-FSH-Bauteilen untersucht werden. Zum Erreichen dieser Ziele sollen folgende Punkte bearbeitet werden: - Selektion/Herstellung von acetylierten Furnieren, unterschiedlicher Dicken (Industriepartner) - grundlegende Forschung der Interaktion Klebstofftyp/acetyliertes Buchenholz für die Verwendung als Furnierschichtholz (Oberflächenenergie, Rheometrie) mit Heiß- und Kaltklebeverfahren - Erforschung des Delaminationsverhaltens - Entwicklung von Fertigungsverfahren zur Herstellung von acetylierten Buchen-FSH-Lamellen und Brettschichtholzträgern aus FSH-Lamellen unter Variation von Klebstoffen und Prozessparametern - Erforschung des Homogenisierungseffektes in Bezug auf das Biegetragverhalten von acetylierten Buchen-FSH-Brettern aus unterschiedlichen Furnierschichtdicken - Erforschung des Trag- und Verformungsverhaltens der acetylierten FSH-Bretter - Erforschung des Einflusses des Umgebungsklimas auf die Kurz- und Langzeitfestigkeit in den Nutzungsklassen 1-3 von acetylierten FSH- und Vollholzbrettern - Erforschung der Tragfähigkeit von Verbindungsmitteln in acetyliertem Buchen-FSH -Darstellung der Anwendbarkeit im architektonisch und konstruktiven Kontext von Brücken und Türmen | Prof. Dr.-Ing. Jürgen Graf Tel.: +49 631 205-2758 juergen.graf@architektur.uni-kl.de Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau - Fachbereich Architektur - Fachgebiet Tragwerk und Material Pfaffenbergstr. 95, Geb. 1 67663 Kaiserslautern | ||
| 01.06.2021 | 31.05.2024 | 2220HV049B | Verbundvorhaben: Acetyliertes Buchen-Furnierschichtholz - Buchenholzprodukt für bewitterte Tragwerke - dauerhaft, formstabil, hochfest; Teilvorhaben 2: Verklebung und Fertigungsprozess - Akronym: ACEBUFU | Zielsetzung ist die Bereitstellung von Holzbauprodukten aus modifiziertem, heimischem Buchenholz für frei der Witterung ausgesetzter Tragwerke. Das erwartete Ergebnis sind dauerhafte, formstabile und hochfeste Bauteile. Konkretes Ziel ist die Entwicklung und Konstruktion von stabförmigen Bauteilen aus acetyliertem Buchen-Furnierschichtholz (FSH) für den konstruktiven Holzbau. Grundlagenorientiert soll die Wirkung der Furnierdicke auf den Acetylierungsprozess und die Wirkung acetylierter Buchenfurniere auf die Klebbarkeit zu FSH-Lamellen und zu Brettschichtholzträgern aus FSH-Lamellen – Flächen- sowie Keilzinkenverklebung – erforscht werden. Anwendungsorientiert soll das Trag- und Verformungsverhalten sowie das Delaminierungsverhalten von acetylierten Buchen-FSH-Bauteilen untersucht werden. Zum Erreichen dieser Ziele sollen folgende Punkte bearbeitet werden: - Selektion/Herstellung von acetylierten Furnieren, unterschiedlicher Dicken (Industriepartner) - grundlegende Forschung der Interaktion Klebstofftyp/acetyliertes Buchenholz für die Verwendung als Furnierschichtholz (Oberflächenenergie, Rheometrie) mit Heiß- und Kaltklebeverfahren - Erforschung des Delaminationsverhaltens - Entwicklung von Fertigungsverfahren zur Herstellung von acetylierten Buchen-FSH-Lamellen und Brettschichtholzträgern aus FSH-Lamellen unter Variation von Klebstoffen und Prozessparametern - Erforschung des Homogenisierungseffektes in Bezug auf das Biegetragverhalten von acetylierten Buchen-FSH-Brettern aus unterschiedlichen Furnierschichtdicken - Erforschung des Trag- und Verformungsverhaltens der acetylierten FSH-Bretter - Erforschung des Einflusses des Umgebungsklimas auf die Kurz- und Langzeitfestigkeit in den Nutzungsklassen 1-3 von acetylierten FSH- und Vollholzbrettern - Erforschung der Tragfähigkeit von Verbindungsmitteln in acetyliertem Buchen-FSH -Darstellung der Anwendbarkeit im architektonisch und konstruktiven Kontext von Brücken und Türmen | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 3933541 holger.militz@uni-goettingen.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.05.2021 | 31.10.2023 | 2220HV050A | Verbundvorhaben: Eingeklebte Laubholzstäbe im konstruktiven Holzbau unter Verwendung von Klebstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe; Teilvorhaben 1: Optimierung und Berechnung eingeklebter Laubholzstäbe - Akronym: Oekostab | Das erste Ziel des Vorhabens ist es zu erforschen, inwiefern die heute verwendeten eingeklebten Stahlstäbe in Nadelholz durch Stäbe aus Laubholz in lastabtragenden Funktionen substituiert werden können, um den Einsatz von Laubholz als potentielle Holzquelle zu erhöhen und den enormen, bei der Stahl-Herstellung anfallenden CO2-Ausstoß zu senken. Das zweite Ziel besteht darin, für die Laubholzverbindungselemente Klebstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu finden, die sowohl bei der Herstellung als auch bei Recycling-Fragestellungen eine sinnvolle Lösung darstellen und eine wiederholte stoffliche Nutzung von Rohstoffen möglich machen. Dabei steht steht die Erhöhung der Feuchtebeständigkeit von natürlichen Klebstoffen durch gezielte Modifikation vorhandener Klebstoffsysteme im Fokus. Das dritte Ziel ist die Erarbeitung von Bemessungsregeln für eingeklebte Laubholzverbindungselementen, um deren Einsatz im Holzbauingenieurwesen voranzutreiben. | Dr. rer. nat. Jana Kolbe Tel.: +49 421 2246-446 jana.kolbe@ifam.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) Wiener Str. 12 28359 Bremen | ||
| 01.05.2021 | 31.10.2023 | 2220HV050B | Verbundvorhaben: Eingeklebte Laubholzstäbe im konstruktiven Holzbau unter Verwendung von Klebstoffen auf Basis nachwachsender Rohstoffe; Teilvorhaben 2: Optimierung von Proteinklebstoffen für den Einsatz im konstruktiven Holzbau - Akronym: OekoStab | Das vorrangige Ziel des Vorhabens ist es zu erforschen, inwiefern die heute verwendeten eingeklebten Stahlstäbe in Nadelholz durch Stäbe aus Laubholz, insbesondere Buche oder Eiche, in lastabtragende Funktionen substituiert werden können. Das zweite Ziel besteht darin, für die Laubholzverbindungselemente Klebstoffe aus nachwachsenden Rohstoffen zu finden, um die jetzt verwendeten synthetischen Klebstoffe zu substituieren. Das dritte Ziel ist die Erarbeitung von bemessungsregeln für eingeklebt Laubholzelemente, um deren Einsatz im Holzbauingenieurwesen voranzutreiben und die Ressource Holz in optimierter Form effizienter nutzen zu können. | Thomas Klett Tel.: +49 7042 9462-24 klett@haecker-gel.de Fritz Häcker GmbH + Co. KG Im Holzgarten 18 71665 Vaihingen an der Enz | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220HV051A | Verbundvorhaben: Digitale Entwurfs- und Fertigungsmethoden für leichte Reinholzkonstruktionen mit Bugholz; Teilvorhaben 1: Entwurf und Fertigung kraftflussgerechter Reinholzkonstruktionen - Akronym: DigiPure | Digi Pure will digitale Entwurfsmethoden für Holzkonstruktionen entwickeln, die ohne Leim und metallische Verbindungsmittel auskommen, und die die Ressourcen des naturnahen Waldes nutzen. Ausgangspunkt sind handwerkliche Bugholztechniken des Schiffs- und Möbelbaus, die für das Bauwesen skaliert und adaptiert werden. Hygro-thermische Prozesse wie Verformung und Verdichtung transformieren Vollholzquerschnitte in belastungsgerechte Konstruktionen und substituieren dadurch Zerspannungsprozesse weitgehend. Entwurf, Konstruktion, Holztechnologie und Fertigung werden als eng verzahnte Bestandteile eines Gesamtprozesses betrachtet. Im Entwurf ermöglichen die digitale Modellierung der holztechnologischen Randbedingungen und die Parametrisierung geometrischer Erfordernisse Tragwerke mit freien Formen und geringem Verschnitt. Die Konstruktion integriert Statik, Fertigung und Montage in ein Gesamtmodell, das eine ganzheitliche Betrachtung ermöglicht und hölzerne Verbindungsmittel einschließt. Durch rekursives Vorgehen kann so der gesamte Prozess vom Rohstoff bis zur Montage ressourceneffizent gestaltet werden (Bottom-up). Die rohstoff- und funktionsgerechte Fertigung der Bauteile erfordert eine hohe Flexibilität der Produktion. Dazu werden Fertigungseinrichtungen entwickelt, die geeignet sind, Holz schnell und effizient in verschiedene, möglichst frei gestaltbare Bauteilen zu verformen. Dies wird durch Modularisierung der Verformungseinrichtungen und den Einsatz von Industrierobotern erreicht. Um alle Ebenen miteinander zu vernetzen, werden die Stufen des Gesamtprozesses vollständig digital abgebildet und auf diese Weise ein bruchlos dokumentierter Weg vom ersten Konzept bis zum fertigen Bauteil bzw. Bauwerk gewährleistet. Erprobte Konzepte und marktreife Holzprodukte, die durch ihre Wandelbarkeit in verschiedenen Bereichen Anwendung finden, sind Ziele des Projektes. Die Partner nutzen die Methoden zur Erstellung eines gemeinsamen Demonstrators. | Prof. Dr.-Ing. Peer Haller Tel.: +49 351 463-36305 peer.haller@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Stahl- und Holzbau - Professur für Ingenieurholzbau und baukonstruktives Entwerfen Georg-Schumann-Str. 7 01187 Dresden | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220HV051B | Verbundvorhaben: Digitale Entwurfs- und Fertigungsmethoden für leichte Reinholzkonstruktionen mit Bugholz; Teilvorhaben 2: Entwicklung, Konstruktion und Bau einer Rundbiegemaschine mit adaptiver Negativform - Akronym: DigiPure | DigiPure will digitale Entwurfsmethoden für Holzkonstruktionen entwickeln, die ohne Bindemittel / Klebstoffe und metallische Verbindungsmittel auskommen, und die die Ressourcen des naturnahen Waldes nutzen. Ausgangspunkt sind handwerkliche Bugholztechniken des Stuhlbaus, die für das Bauwesen skaliert und adaptiert werden. Hygro-thermische Prozesse wie Verformung und Verdichtung transformieren Vollholzquerschnitte in belastungsgerechte Konstruktionen und substituieren dadurch Zerspannungsprozesse weitgehend. Entwurf, Konstruktion, Holztechnologie und Fertigung werden als eng verzahnte Bestandteile eines Gesamtprozesses betrachtet. Im Entwurf ermöglichen die digitale Modellierung der holztechnologischen Randbedingungen und die Parametrisierung geometrischer Erfordernisse für Tragwerke mit freien Formen und geringem Verschnitt. Die Konstruktion integriert Statik, Fertigung und Montage in ein Gesamtmodell, das eine ganzheitliche Betrachtung ermöglicht und hölzerne Verbindungsmittel einschließt. Durch rekursives Vorgehen kann so der gesamte Prozess vom Rohstoff bis zur Montage ressourceneffizent gestaltet werden (Bottom-up). Die rohstoff- und funktionsgerechte Fertigung der Bauteile erfordert eine hohe Flexibilität der Produktion. Dazu werden Fertigungseinrichtungen entwickelt, die geeignet sind, Holz schnell und effizient in verschiedene, möglichst frei gestaltbare Bauteilen zu verformen. Dies wird durch Modularisierung der Formungseinrichtungen und den Einsatz von Industrierobotern erreicht. Um alle Ebenen miteinander zu vernetzen, werden die Stufen des Gesamtprozesses vollständig digital abgebildet und auf diese Weise ein bruchlos dokumentierter Weg vom ersten Konzept bis zum fertigen Bauteil bzw. Bauwerk gewährleistet. Erprobte Konzepte und marktreife Holzprodukte, die durch ihre Wandelbarkeit in verschiedenen Bereichen Anwendung finden, sind Ziele des Projektes. Die Partner nutzen die Methoden zur Erstellung eines gemeinsamen Demonstrators. | Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Otto Eggert Tel.: +49 9303 351 otto.eggert@ghebavaria.de GHEbavaria Maschinen GmbH Gebrüder-Hofmann-Ring 4 97246 Eibelstadt | ||
| 01.03.2021 | 29.02.2024 | 2220HV059A | Verbundvorhaben: Biobasierte Leichtbau-Hohlprofile mit geflochtenen Holzbändern; Teilvorhaben 1: Herstellung von Furnierbändern - Akronym: Lignobraid | Übergreifendes Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Technologie zur reproduzier-baren Herstellung von biobasierten Leichtbau-Hohlprofilen mit definiertem Faserverlauf aus Holz-werkstoffen. Durch den weitgehenden Erhalt der positiven Holzeigenschaften im Endprodukt soll das Leichtbau-Hohlprofil gehobenen mechanischen Ansprüchen gerecht werden. Hierfür sollen aus Holz zuerst kontinuierliche Furnierbänder erzeugt werden, welche sich dann flechttechnisch zu Preformen weiterverarbeiten lassen. Die Flecht-Preformen können in einem Formwerkzeug mit biobasiertem Kunststoff benetzt und zum Hohlprofil konsolidiert werden. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38101 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.03.2021 | 29.02.2024 | 2220HV059B | Verbundvorhaben: Biobasierte Leichtbau-Hohlprofile mit geflochtenen Holzbändern; Teilvorhaben 2: Leichtbau-Hohlprofile - Akronym: Lignobraid | Übergreifendes Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer neuartigen Technologie zur reproduzierbaren Herstellung von biobasierten Leichtbau-Hohlprofilen mit definiertem Faserverlauf aus Holzwerkstoffen. Durch den weitgehenden Erhalt der positiven Holzeigenschaften im Endprodukt soll das Leichtbau-Hohlprofil gehobenen mechanischen Ansprüchen gerecht werden. Hierfür sollen aus Holz zuerst kontinuierliche Furnierbänder erzeugt werden, welche sich dann flechttechnisch zu Preformen weiterverarbeiten lassen. Die Flecht-Preformen können in einem Formwerkzeug mit biobasiertem Kunststoff benetzt und zum Hohlprofil konsolidiert werden. | Prof. Dr.-Ing. habil Maik Gude Tel.: +49 351 463-38153 maik.gude@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik - Professur Leichtbaudesign und Strukturbewertung Holbeinstr. 3 01307 Dresden | ||
| 01.10.2020 | 31.05.2022 | 2220HV060X | Krananlagen in Holzbauweise - Akronym: HolzKran | Ziel der Forschungsarbeiten ist ein neues Forschungsfeld zur Anwendung von Holz und Holzwerkstoffen im Kranbau zu eröffnen und zu gestalten. Damit sollen die wissenschaftlichen Grundlagen gelegt werden, um Krananlagen und deren Komponenten in Holzbauweise technisch sinnvoll und sicher zu gestalten sowie Krane wirtschaftlich, ökologisch und technisch vorteilhaft im Vergleich zu aktuell bestehenden Bauweisen auszuführen. | Prof. Dr.-Ing. Markus Golder Tel.: +49 371 531-36902 markus.golder@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe - Professur Fördertechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | X | |
| 01.10.2020 | 31.03.2024 | 2220HV061X | Verwendung von Recyclingholz als Alternativrohstoff zur MDF-Herstellung - Akronym: RecyclingholzMDF | Die Holzwerkstoffindustrie ist bezüglich des Rohstoffes Holz sowohl mit einer geringeren Verfügbarkeit als auch mit steigenden Kosten aufgrund des verstärkten Wettbewerbs zwischen stofflicher und energetischer Nutzung konfrontiert. Zur Spanplattenherstellung wurde deshalb in den letzten Jahren verstärkt stofflich verwertbares Altholz eingesetzt. Trotz des erheblichen Potentials zur Kostenreduzierung ist nahezu kein Altholzeinsatz bei der Herstellung von MDF zu verzeichnen. Dies ist auf die Anfälligkeit des Herstellungsprozesses gegenüber Störstoffen und auf den geringen Holzfeuchtegehalt des Altholzes zurückzuführen, der eine ausreichende Plastifizierung im Kocher der Zerfaserungsanlage zur Erzeugung einer hohen Faserqualität behindert Das Vorhaben hat die Verfahrensentwicklung zur Herstellung von Faserstoff hoher Qualität aus Hackschnitzeln mit einem Feuchtegehalt unterhalb des Fasersättigungsbereiches bei industrieüblichem Durchsatz zum Ziel. Voraussetzung ist die zu entwickelnde Technologie zur Herstellung von störstofffreien Hackschnitzeln mit einer zur MDF-Herstellung geeigneten Partikelgröße. Die Verfahrensentwicklung beinhaltet die Hackschnitzelmodifizierung im Bereich der Kocherbeschickung zur Erzeugung einer großen spezifischen Oberfläche für die Dampfkondensation, die Erarbeitung einer Kocherkonfiguration zur maximalen Dampfdurchdringung der Hackschnitzelmenge und die Konstruktion einer Faserabführung zum direkten rückstaufreien Faseraustrag aus dem Refinergehäuse | Dipl.-Ing. (FH) Marco Mäbert Tel.: +49 351 4662-352 maebert@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.03.2021 | 31.05.2023 | 2220HV062X | Back-to-Nature: Umweltentlastung durch nachhaltigen Werkstoffersatz für synthetische Polymere (BtN) - Akronym: BtN | Synthetische Kunststoffe sind derzeit weit verbreitet und belasten unsere Umwelt enorm. Laut derzeitiger Prognosen ist im Jahr 2025 mit einer Produktionsmenge an Kunststoffen von mehr als 600 Millionen Tonnen zu rechnen. Diese aus fossilen Brennstoffen hergestellte Materialart stellt die Menschheit in vielen Punkten vor große Herausforderungen. So werden selbst bei optimaler Benutzung der Produkte oder der unsachgemäßen Entsorgung Mikropartikel gebildet, die ihren Weg größtenteils unkontrolliert in unser Ökosystem finden und umweltbelastende Folgen mit sich bringen. Zudem werden umweltschädliche oder giftige Gase bei der Herstellung oder der Zersetzung der Werkstoffe freigesetzt. Ein Biopolymer in Form eines modifizierten Naturfaserwerkstoffes könnte einen greifbaren Ersatz liefern, der zur direkten Umweltentlastung führt. Eine erste Vorstudie, in der Buchenvollholz mittels diverser Prozesse und nachhaltiger Additive modifiziert wurde, hat beachtliche Ergebnisse zum Vorschein gebracht. Die untersuchten Materialattribute Verschleiß, Reibung und Härte konnten gegenüber technisch genutzten synthetischen Polymeren signifikant optimiert werden. Somit könnte ein biobasiertes Substitutionsgut geschaffen werden, welches zukünftig einen nachhaltigen Ersatz für umweltschädliche Polymere bieten könnte. Jedoch müssen vorerst die aus der Vorstudie generierten grundlegenden Fragestellungen und Lücken der Wissenschaft erforscht und beantwortet werden. Hierfür sind Untersuchungen des mechanischen und hygroskopischen Verhaltens unabdingbar. Das Wissen dieser eng miteinander verbundenen Materialeigenschaften ist elementar, um den Reifegrad für anwendungsorientierte Untersuchungen zu qualifizieren. Das globale Ergebnis dieser zukunftsorientierten Studie wird in Form von einem Naturfaserverbundmaterial vorliegen, das ökologisch, ökonomisch und sozial unumstritten ist und den nachfolgenden Generationen keinen Anlass zum weiteren Handeln aufbürdet. | Prof. Dr. Syed Imad-Uddin Ahmed Tel.: +49 5331 93944630 i.ahmed@ostfalia.de Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften - Hochschule Braunschweig/Wolfenbüttel - Institut für Konstruktion und angewandten Maschinenbau Salzdahlumer Str. 46/48 38302 Wolfenbüttel | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV064X | Die prozessbegleitende Evaluation der Charta für Holz 2.0 und die Berichterstattung über die Entwicklung innerhalb des komplexen Zielsystems. - Akronym: CfH2_Evaluation | Das Vorhaben umfasst die Anwendung einer Methodik für die Durchführung einer Evaluation und die langfristige Anlage der Monitoringaktivitäten. Neben den am Thünen-Institut bereits erhobenen Daten (z. B. Bundeswaldinventur, Wertschöpfung im Cluster Forst & Holz etc.) werden zur Evaluation auch prozessimmanente Faktoren ausgewertet, über die die Effektivität des Charta-Prozesses selbst bewertet und in enger Abstimmung mit dem BMEL nachjustiert und weiterentwickelt werden kann. Gleichzeitig werden jährlich wechselnde, jeweils aktuelle Schwerpunkthemen aus den Arbeitsgruppen aufgenommen und analysiert. Die Ergebnisse dieser vielfältigen Monitoringaktivitäten werden jährlich in verschiedenen Berichtsformaten veröffentlicht. | Dr. Jan Lüdtke Tel.: +49 40 73962-602 jan.luedtke@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV065A | Verbundvorhaben: Materialeffiziente Herstellung von Produkten aus leichtem Laubholz; Teilvorhaben 1: Optimierung von Holzwerkstoffen aus leichten Laubhölzern durch Verwendung alternativer Klebstoffe - Akronym: MatLeicht | Das Angebot der bisher hauptsächlich zur Erzeugung von Holzwerkstoffen eingesetzten Nadelholzarten mit geringer Rohdichte wird in Zukunft zunehmend eingeschränkt. Ziel des geplanten Projektvorhabens ist deshalb die Entwicklung eines integrierten Konzepts zur stofflichen Nutzung von leichten Laubhölzern wie Erle, Linde und Birke zur Erzeugung innovativer leichter Holzwerkstoffe. Darüber hinaus wird die Nutzung von Fichtenholz aus Kalamitätenbeständen und in geringerem Umfang auch die Nutzung von Buchen- und Robinienholz in Deckschichten getestet. Außerdem wird das Potential von Naturfaser- und Basaltgeweben zur Erhöhung der Festigkeiten leichter Sperrhölzer und OSB evaluiert. Weiterhin wird ein Prozess entwickelt, in dem unter Verwendung spezieller Phenolharzgemische Sperrhölzer und OSB gleichzeitig verklebt und modifiziert werden. Für alle zu untersuchenden Holzwerkstoffe (Sperrholz, OSB, Spanplatten, Holzfaserdämmstoffe) wird getestet, inwieweit konventionelle Kondensationsharze durch ein neuartiges formaldehydfreies, proteinbasiertes Bindemittel oder ein Lignin-Phenolharz ersetzt werden können. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf der möglichst vollständigen Nutzung der leichten Hölzer. Neben den hochwertigen Zielbäumen sollen dabei auch geringwertige Sortimente stofflich verwertet werden, die bei der Durchforstung anfallen. Darüber hinaus wird eine effiziente Vollbaumnutzung – zumindest des Stammes und des Kronenmaterials – angestrebt. Dabei soll eine möglichst optimale Wertschöpfung entlang der Prozesskette erfolgen: Nebenprodukte, die bei primären Herstellungsprozessen anfallen, werden zur Erzeugung weiterer Holzwerkstoffe verwendet. | Prof. Dr. Carsten Mai Tel.: +49 551 39-19807 cmai@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.04.2021 | 31.03.2024 | 2220HV065B | Verbundvorhaben: Materialeffiziente Herstellung von Produkten aus leichtem Laubholz; Teilvorhaben 2: Optimierung von Holzwerkstoffen aus leichten Laubhölzern durch Holzartenkombination und Faserverstärkung - Akronym: MatLeicht | Das Angebot der bisher hauptsächlich zur Erzeugung von Holzwerkstoffen eingesetzten Nadelholzarten mit geringer Rohdichte wird in Zukunft zunehmend eingeschränkt. Ziel des geplanten Projektvorhabens ist deshalb die Entwicklung eines integrierten Konzepts zur stofflichen Nutzung von leichten Laubhölzern wie Erle, Linde und Birke zur Erzeugung innovativer leichter Holzwerkstoffe. Darüber hinaus wird die Nutzung von Fichtenholz aus Kalamitätenbeständen und in geringerem Umfang auch die Nutzung von Buchen- und Robinienholz in Deckschichten getestet. Außerdem wird das Potential von Naturfaser- und Basaltgeweben zur Erhöhung der Festigkeiten leichter Sperrhölzer und OSB evaluiert. Weiterhin wird ein Prozess entwickelt, in dem unter Verwendung spezieller Phenolharzgemische Sperrhölzer und OSB gleichzeitig verklebt und modifiziert werden. Für alle zu untersuchenden Holzwerkstoffe (Sperrholz, OSB, Spanplatten, Holzfaserdämmstoffe) wird getestet, inwieweit konventionelle Kondensationsharze durch ein neuartiges formaldehydfreies, proteinbasiertes Bindemittel oder ein Lignin-Phenolharz ersetzt werden können. Der Schwerpunkt des Projektes liegt auf der möglichst vollständigen Nutzung der leichten Hölzer. Neben den hochwertigen Zielbäumen sollen dabei auch geringwertige Sortimente stofflich verwertet werden, die bei der Durchforstung anfallen. Darüber hinaus wird eine effiziente Vollbaumnutzung – zumindest des Stammes und des Kronenmaterials – angestrebt. Dabei soll eine möglichst optimale Wertschöpfung entlang der Prozesskette erfolgen: Nebenprodukte, die bei primären Herstellungsprozessen anfallen, werden zur Erzeugung weiterer Holzwerkstoffe verwendet. | Dipl.-Phys. Peter Meinlschmidt Tel.: +49 531 2155-449 peter.meinlschmidt@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2220HV069A | Verbundvorhaben: 3D-Umformung von partiell perforierten Holzwerkstoffen zur Anwendung von Formteilen im Möbelbau; Teilvorhaben 1: Entwicklung des Verfahrens zur Formteilherstellung von partiell perforierten Holzwerkstoffen - Akronym: HolzPaerFormT | Das Ziel des Projektvorhabens ist die parametrische Modellierung zur Nachveredelung klassischer Holzwerkstoffe sowie das zugehörige Fertigungsverfahren für die Herstellung partiell gekrümmter Bauteile (Partielle 3D Bauteile) im Innenausbau (Losgröße 1) bzw. Möbelbau (Kleinserien-Fertigung). In klassischen Holzwerkstoffen wie Faserplatten sollen durch speziell adaptierte Perforationen lokale Verformungsfreiräume geschaffen werden. Im Bereich einer geplanten doppelten Krümmung kann damit die Verformbarkeit deutlich erhöht werden. Entscheidend ist dabei die Anpassung der Perforationsmuster in Größe und Gestalt mit Hilfe der parametrischen Modellierung in Abhängigkeit von der gewünschten Form (Krümmungsradien und Dehnungsrichtungen), sodass die partielle Formänderung des Holzwerkstoffs unter Beachtung minimaler Invasion und höchster Reststabilität maximiert wird. Ausgehend von einem CAD-Modells des zu fertigenden 3D-Bauteils werden im Rahmen der parametrischen Modellierung die Verformungsbereiche abgeleitet. Anschließend wird innerhalb der Verformungsbereiche die Mustergeometrie derart modelliert, dass die geforderten Krümmungsradien durch den später perforierten Holzwerkstoff realisierbar sind. Nachfolgend wird das Schnittmuster generiert. Die Herstellung der Perforationen erfolgt mittels Laserschneiden, welches bei unterschiedlichen Holzwerkstoffen einsetzbar ist. Diese Fertigungstechnologie ist im gewünschten Maße flexibel, schnell und einfach anpassbar, um jegliche Art von Mustergeometrie schnittkraftfrei und präzise zu erzeugen. Die lokal perforierte Holzwerkstoffplatte als Halbzeug wird anschließend in einem Prozess zum doppelt gekrümmten Bauteil weiterverarbeitet. In einem ersten Schritt wird die Holzwerkstoffplatte temporär plastifiziert, und anschließend in einer Presse umgeformt und getrocknet. Das fertige, doppelt gekrümmte Bauteil kann entweder einlagig oder als Schichtverbund mit mehreren Holzwerkstofflagen genutzt werden. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38100 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur Holztechnik und Holzwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2220HV069B | Verbundvorhaben: 3D-Umformung von partiell perforierten Holzwerkstoffen zur Anwendung von Formteilen im Möbelbau; Teilvorhaben 2: Parametrische Modellierung von partiell perforierten Holzwerkstoffen zur Formteilherstellung - Akronym: HolzPaerFormT | Das Ziel des Projektvorhabens ist die parametrische Modellierung zur Nachveredelung klassischer Holzwerkstoffe sowie das zugehörige Fertigungsverfahren für die Herstellung partiell gekrümmter Bauteile (Partielle 3D Bauteile) im Innenausbau (Losgröße 1) bzw. Möbelbau (Kleinserien-Fertigung). In klassischen Holzwerkstoffen wie Faserplatten sollen durch speziell adaptierte Perforationen lokale Verformungsfreiräume geschaffen werden. Im Bereich einer geplanten doppelten Krümmung kann damit die Verformbarkeit deutlich erhöht werden. Entscheidend ist dabei die Anpassung der Perforationsmuster in Größe und Gestalt mit Hilfe der parametrischen Modellierung in Abhängigkeit von der gewünschten Form (Krümmungsradien und Dehnungsrichtungen), sodass die partielle Formänderung des Holzwerkstoffs unter Beachtung minimaler Invasion und höchster Reststabilität maximiert wird. Ausgehend von einem CAD-Modells des zu fertigenden 3D-Bauteils werden im Rahmen der parametrischen Modellierung die Verformungsbereiche abgeleitet. Anschließend wird innerhalb der Verformungsbereiche die Mustergeometrie derart modelliert, dass die geforderten Krümmungsradien durch den später perforierten Holzwerkstoff realisierbar sind. Nachfolgend wird das Schnittmuster generiert. Die Herstellung der Perforationen erfolgt mittels Laserschneiden, welches bei unterschiedlichen Holzwerkstoffen einsetzbar ist. Diese Fertigungstechnologie ist im gewünschten Maße flexibel, schnell und einfach anpassbar, um jegliche Art von Mustergeometrie schnittkraftfrei und präzise zu erzeugen. Die lokal perforierte Holzwerkstoffplatte als Halbzeug wird anschließend in einem Prozess zum doppelt gekrümmten Bauteil weiterverarbeitet. In einem ersten Schritt wird die Holzwerkstoffplatte temporär plastifiziert, und anschließend in einer Presse umgeformt und getrocknet. Das fertige, doppelt gekrümmte Bauteil kann entweder einlagig oder als Schichtverbund mit mehreren Holzwerkstofflagen genutzt werden. | Prof. Dr.-Ing. Daniel Lordick Tel.: +49 351 463-34193 daniel.lordick@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Institut für Geometrie - AG Geometrische Modellierung und Visualisierung Helmholtzstr. 10 01069 Dresden | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2220HV069C | Verbundvorhaben: 3D-Umformung von partiell perforierten Holzwerkstoffen zur Anwendung von Formteilen im Möbelbau; Teilvorhaben 3: Entwicklung des Bauteil-Demonstrators aus dem partiell perforierten Holzwerkstoff - Akronym: HolzPaerFomT | Das Ziel des Projektvorhabens ist die parametrische Modellierung zur Nachveredelung klassischer Holzwerkstoffe sowie das zugehörige Fertigungsverfahren für die Herstellung partiell gekrümmter Bauteile (Partielle 3D Bauteile) im Innenausbau (Losgröße 1) bzw. Möbelbau (Kleinserien-Fertigung). In klassischen Holzwerkstoffen wie Faserplatten sollen durch speziell adaptierte Perforationen lokale Verformungsfreiräume geschaffen werden. Im Bereich einer geplanten doppelten Krümmung kann damit die Verformbarkeit deutlich erhöht werden. Entscheidend ist dabei die Anpassung der Perforationsmuster in Größe und Gestalt mit Hilfe der parametrischen Modellierung in Abhängigkeit von der gewünschten Form (Krümmungsradien und Dehnungsrichtungen), sodass die partielle Formänderung des Holzwerkstoffs unter Beachtung minimaler Invasion und höchster Reststabilität maximiert wird. Ausgehend von einem CAD-Modells des zu fertigenden 3D-Bauteils werden im Rahmen der parametrischen Modellierung die Verformungsbereiche abgeleitet. Anschließend wird innerhalb der Verformungsbereiche die Mustergeometrie derart modelliert, dass die geforderten Krümmungsradien durch den später perforierten Holzwerkstoff realisierbar sind. Nachfolgend wird das Schnittmuster generiert. Die Herstellung der Perforationen erfolgt mittels Laserschneiden, welches bei unterschiedlichen Holzwerkstoffen einsetzbar ist. Diese Fertigungstechnologie ist im gewünschten Maße flexibel, schnell und einfach anpassbar, um jegliche Art von Mustergeometrie schnittkraftfrei und präzise zu erzeugen. Die lokal perforierte Holzwerkstoffplatte als Halbzeug wird anschließend in einem Prozess zum doppelt gekrümmten Bauteil weiterverarbeitet. In einem ersten Schritt wird die Holzwerkstoffplatte temporär plastifiziert, und anschließend in einer Presse umgeformt und getrocknet. Das fertige, doppelt gekrümmte Bauteil kann entweder einlagig oder als Schichtverbund mit mehreren Holzwerkstofflagen genutzt werden. | Josef Gigler Tel.: +49 8035 963908-11 j.gigler@holz-design-gigler.de Holz-Design Gigler GmbH & Co. KG Winkl 2 83115 Neubeuern | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2220HV069D | Verbundvorhaben: 3D-Umformung von partiell perforierten Holzwerkstoffen zur Anwendung von Formteilen im Möbelbau; Teilvorhaben 4: Entwicklung der Technik zur Formteilherstellung aus dem partiell perforierten Holzwerkstoff - Akronym: HolzPaerFormT | Das Ziel des Projektvorhabens ist die parametrische Modellierung zur Nachveredelung klassischer Holzwerkstoffe sowie das zugehörige Fertigungsverfahren für die Herstellung partiell gekrümmter Bauteile (Partielle 3D Bauteile) im Innenausbau (Losgröße 1) bzw. Möbelbau (Kleinserien-Fertigung). In klassischen Holzwerkstoffen wie Faserplatten sollen durch speziell adaptierte Perforationen lokale Verformungsfreiräume geschaffen werden. Im Bereich einer geplanten doppelten Krümmung kann damit die Verformbarkeit deutlich erhöht werden. Entscheidend ist dabei die Anpassung der Perforationsmuster in Größe und Gestalt mit Hilfe der parametrischen Modellierung in Abhängigkeit von der gewünschten Form (Krümmungsradien und Dehnungsrichtungen), sodass die partielle Formänderung des Holzwerkstoffs unter Beachtung minimaler Invasion und höchster Reststabilität maximiert wird. Ausgehend von einem CAD Modells des zu fertigenden 3D-Bauteils werden im Rahmen der parametrischen Modellierung die Verformungsbereiche abgeleitet. Anschließend wird innerhalb der Verformungsbereiche die Mustergeometrie derart modelliert, dass die geforderten Krümmungsradien durch den später perforierten Holzwerkstoff realisierbar sind. Nachfolgend wird das Schnittmuster generiert. Die Herstellung der Perforationen erfolgt mittels Laserschneiden, welches bei unterschiedlichen Holzwerkstoffen einsetzbar ist. Diese Fertigungstechnologie ist im gewünschten Maße flexibel, schnell und einfach anpassbar, um jegliche Art von Mustergeometrie schnittkraftfrei und präzise zu erzeugen. Die lokal perforierte Holzwerkstoffplatte als Halbzeug wird anschließend in einem Prozess zum doppelt gekrümmten Bauteil weiterverarbeitet. In einem ersten Schritt wird die Holzwerkstoffplatte temporär plastifiziert, und anschließend in einer Presse umgeformt und getrocknet. Das fertige, doppelt gekrümmte Bauteil kann entweder einlagig oder als Schichtverbund mit mehreren Holzwerkstofflagen genutzt werden. | Michael Schormayer Tel.: +49 9321 9278722 m.schormayer@msm-maschinenbau.de MSM Maschinenbau GmbH Buchbrunner Str. 14 97318 Kitzingen | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220HV078A | Verbundvorhaben: Einsatz von Holz für den Trockenbau in Gebäudebereichen mit hohen Anforderungen an den Brandschutz; Teilvorhaben 1: Koordination, Materialcharakterisierung und Entwicklung der Trockenbauwand - Akronym: TroBau | Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines nichtbrennbaren Sperrholzes (Klasse A2 nach DIN EN 13501-1), welches in Gebäudebereichen mit erhöhten Anforderungen an den Brandschutz verwendet werden kann. Das Sperrholz soll aus einheimischen Holzarten wie Birke, Pappel oder Buche bestehen und durch die Imprägnierung im Kesseldruckverfahren mit umweltverträglichen Flammschutzmitteln brandschutztechnisch ertüchtigt werden. Dabei sollen die mechanischen Eigenschaften des Sperrholzes vergleichbar mit konventionellen plattenförmigen Holzwerkstoffen sein. Als Grundlage für die Entwicklung dient eine bestehende hybride Holzwerkstoffplatte mit Blähglaskern, die nach IMO FTP Code Part 1 im Schiffsbau bereits als nichtbrennbar klassifiziert werden konnte und zur Verwendung im Hochbau ohne die Verwendung von Blähglas weiterentwickelt wird. Das entwickelte nichtbrennbare Sperrholz soll im weiteren Projektverlauf für eine Trockenbau-Wandkonstruktion mit einer Feuerwiderstandsdauer von mindestens 60 Minuten nach DIN EN 13501-2 verwendet werden. Dabei werden schwerentflammbare Hölzer als Ständerwerk und LIGNOLOC® Holznägel als alternative Befestigungsmittel betrachtet. Zudem sollen die Schallschutzeigenschaften sowie die Verarbeitbarkeit auf der Baustelle äquivalent zu konventionellen Trockenbausystemen sein. Des Weiteren wird gemäß den Anforderungen der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen sichergestellt, dass die Grenzwerte für VOC (flüchtige organische Verbindungen), die durch das Produkt freigesetzt werden, nicht überschritten werden. | Dr. Torsten Kolb Tel.: +49 531 2155-335 torsten.kolb@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2220HV078B | Verbundvorhaben: Einsatz von Holz für den Trockenbau in Gebäudebereichen mit hohen Anforderungen an den Brandschutz; Teilvorhaben 2: Entwicklung der nichtbrennbaren Sperrholzplatte - Akronym: TroBau | Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines nichtbrennbaren Sperrholzes (Klasse A2 nach DIN EN 13501-1), welches in Gebäudebereichen mit erhöhten Anforderungen an den Brandschutz verwendet werden kann. Das Sperrholz soll aus einheimischen Holzarten wie Birke, Pappel oder Buche bestehen und durch die Imprägnierung im Kesseldruckverfahren mit umweltverträglichen Flammschutzmitteln brandschutztechnisch ertüchtigt werden. Dabei sollen die mechanischen Eigenschaften des Sperrholzes vergleichbar mit konventionellen plattenförmigen Holzwerkstoffen sein. Als Grundlage für die Entwicklung dient eine bestehende hybride Holzwerkstoffplatte mit Blähglaskern, die nach IMO FTP Code Part 1 im Schiffsbau bereits als nichtbrennbar klassifiziert werden konnte und zur Verwendung im Hochbau ohne die Verwendung von Blähglas weiterentwickelt wird. Das entwickelte nichtbrennbare Sperrholz soll im weiteren Projektverlauf für eine Trockenbau-Wandkonstruktion mit einer Feuerwiderstandsdauer von mindestens 60 Minuten nach DIN EN 13501-2 verwendet werden. Dabei werden schwerentflammbare Hölzer als Ständerwerk und LIGNOLOC® Holznägel als alternative Befestigungsmittel betrachtet. Zudem sollen die Schallschutzeigenschaften sowie die Verarbeitbarkeit auf der Baustelle äquivalent zu konventionellen Trockenbausystemen sein. Des Weiteren wird gemäß den Anforderungen der Muster-Verwaltungsvorschrift Technische Baubestimmungen sichergestellt, dass die Grenzwerte für VOC (flüchtige organische Verbindungen), die durch das Produkt freigesetzt werden, nicht überschritten werden. | Patrick Leleu Tel.: +49 7222 985780 patrick@patrick-leleu.com Patrick Leleu Furnier GmbH Eichetstr. 14 76456 Kuppenheim | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2025 | 2220HV080X | Innenausstattungen, Möbel und Arbeitsflächen aus Holz mit elektrischen Funktionselementen in Form integrierter Dünnschichten - Akronym: SMARTWOOD | Das übergeordnete Ziel im Smartwood-Teilvorhaben ist es, eine nachhaltige Erzeugung sowie praktikable Nutzungmöglichkeiten von Möbeln oder Raumausstattungselementen integrierten, elektrischen Funktionselementen zu demonstrieren. | M.Sc. Nils Mainusch Tel.: +49 551 3705-333 nils.mainusch@ist.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Schicht- und Oberflächentechnik (IST) Von-Ossietzky-Str. 100 37085 Göttingen | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083A | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 1: Verfahrens- und Materialentwicklung im Labormaßstab - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Prof. Heike Klussmann Tel.: +49 561 804-3632 klussmann@asl.uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 06 - Fachgebiet Bildende Kunst - Forschungsplattform BAU KUNST ERFINDEN Henschelstr. 2 34127 Kassel | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083B | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 2: Industrielle Adaption und Verfahrensevaluierung - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Toni Hausdorf Tel.: +49 5 71 79877-23 t.hausdorf@hh-klebetechnologie.de H & H Maschinenbau GmbH Industrieweg 6 32457 Porta Westfalica | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083C | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 3: Mechanische Auslegung und Validierung - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220HV083D | Verbundvorhaben: Emissionsreduzierung, Erhöhung der Ressourceneffizienz und des Nutzwertes durch Klebstoffeinsparung mittels belastungsdifferenzierter Auslegung von Formschicht- und Formsperrholzbauteilen; Teilvorhaben 4: Identifikation von Anwendungsfeldern und Anwendungsorientierte Materialentwicklung - Akronym: Formlagenholz-Plus | Die Werkstoffe Formsperrholz und Formschichtholz wurde im 19. Jahrhundert als kostengünstiges Substitut von Massivholzprodukten entwickelt. Dies änderte sich zu Beginn des 20. Jahrhunderts, als das Potential des Leichtbaumaterials zur Herstellung von Formteilen bis hin zu Flugzeugrümpfen in Monocoque Bauweise erkannt und zum Hightech Material weiterentwickelt wurde. Nach dem Zweiten Weltkrieg nutzten Designer wie Alvar Aalto oder Charles und Ray Eames die Entwicklungen zur Umsetzung von Möbelentwürfen mit einer revolutionären eigenständigen Formensprache und Materialeffizienz. Seither ist Formsperrholz und Formschichtholz vor allem im Bereich von Sitzmöbeln, ob als Hidden Champion verdeckt unter Polstern, als Objektmöbel u.a. in Schulen, Universitäten, Museen, Institutionen oder als Grundlage vieler Designikonen bekannt. In der Industrie werden zur Verbindung der einzelnen Furnierlagen hauptsächlich formaldehydhaltige Klebstoffe verwendet, die Gesundheitsrisiken mit sich bringen, sowie aus nicht regenerativen Quellen stammen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist daher die Einsparung von Klebstoff in Formschicht- und Formsperrholzbauteilen und die Erhöhung des Nutzwertes durch die dabei entwickelte belastungsdifferenzierte Auslegung und mögliche Funktionalisierung der Bau- und Möbelbauteile. Es wird ein Klebeauftrags- und Registrierungsverfahren entwickelt, dass eine selektive Verklebung und statische Auslegung der Bauteile ermöglicht. Formsperrholz und Formschichtholz wird so zu einem Gradientenwerkstoff entwickelt, der in seinen Eigenschaften von biegesteif bis hin zu flexibel innerhalb eines Bauteils mit fließenden Übergängen gradiert werden kann. Mögliche Anwendungen reichen von der Optimierung von Sitzschalen, über den Ersatz von konventionellen Dämpfungs-, Feder- und Polsterelementen, bis hin zu integrierten Funktionselementen wie Möbelscharnieren und Hightech Anwendungen, wie z.B. Schockabsorber im Automotive Sektor. | Prof. Jakob Gebert Tel.: +49 561 804-5349 mail@jakobgebert.de Kunsthochschule in der Universität Kassel FG Möbeldesign und Ausstellungsarchitektur Menzelstr. 13-15 34121 Kassel | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2220HV090X | Dreidimensionale Partikelvermessung und Prozessintegration in die Spanplattenherstellung - Akronym: 3VER | Das Projekt 3VER zielt darauf ab, die Ressourceneffizienz der Spanplattenproduktion zu steigern, indem der Rohstoffeinsatz besser auf die gewünschten Eigenschaften des Produktes abgestimmt wird. Bei der Erzeugung von Spänen (Zerspanung) im Herstellungsprozess von Spanplatten werden verschiedene Spangrößen und -geometrien erzeugt - einerseits gewollt für Deck- und Mittelschichten der Platten und andererseits ungewollt z. B. aufgrund der Abstumpfung der Schneiden im Zerspaner oder durch die Zerkleinerung während Transportvorgängen. Der Einfluss dieser Spanformen auf die weiteren Prozessschritte und das Produkt ist bislang nur unzureichend beschrieben, weil es an Messtechnologie zur Vermessung und dreidimensionalen Oberflächenerfassung der erzeugten Späne gefehlt hat. Zudem ist die optimale Klebstoffauftragsmenge für die Späne in der Theorie bekannt, jedoch kann eine oberflächenabhängige Beleimung in der Praxis nicht validiert und umgesetzt werden, da es auch hier an Messtechnologie gefehlt hat. Vor diesem Hintergrund wurde ein dreidimensionales Messsystem für Späne entwickelt, das diese Lücke schließt. Das Projekt schließt sich an die Entwicklung dieser dreidimensionalen Partikelvermessung an und bindet die Technologie in die industrielle Produktion ein, um die Zerspanung, das Stoffstrom-Management und die Klebstoffdosierung zu optimieren. Das Projekt 3VER soll dafür die wissenschaftlichen Voraussetzungen erarbeiten und im gleichen Ansatz auch die technische Umsetzung in der industriellen Produktion leisten. | Dr. Jan Lüdtke Tel.: +49 40 73962-602 jan.luedtke@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 01.08.2023 | 31.07.2026 | 2220NR048X | Reduktion von (V)VOC-Emissionen aus NawaRo-Dämmstoffen unter besonderer Berücksichtigung neu aufkommender Schadstoffe - Akronym: NawaRo_RedEm | Das Gesamtziel des Vorhabens besteht in der Reduktion der Emission insbesondere neu aufkommender Schadstoffe aus NawaRo-Dämmstoffen. Für einige dieser Stoffe sind noch keine eindeutigen Wege der Generierung identifiziert worden. Dies gilt insbesondere für neu aufgekommene Stoffe wie VVOC. Die Entwicklung von Minderungsmaßnahmen steht folglich zumindest zum Teil noch aus. Ziel des Projektes ist es daher, VOC- und VVOC-Emissionen weiter zu senken, um Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen mehr Verwendungsmöglichkeiten zu eröffnen. Als Hauptkomponenten wurden in Vorarbeiten organische Säuren, Aldehyde, Alkohole und andere, meist polare Verbindungen sowie SVOC identifiziert. Um die zur Reduzierung dieser Emissionen sinnvollen Entwicklungsschritte definieren zu können, fehlen zum Teil vertiefte Kenntnisse zu deren Entstehung aus Dämmstoffen aus nachwachsenden Rohstoffen. Dies gilt insbesondere für Substanzen wie Alkohole, VVOC und SVOC (Semi Volatile Organic Compounds). Außerdem sind viele dieser Dämmstoffe mit Flammschutzmitteln ausgerüstet. Inwieweit das das Emissionsverhalten möglicherweise indirekt beeinflusst, z.B. durch deren Einfluss auf den Feuchtehaushalt, ist nicht bekannt. Aus den bestehenden und zusätzlich gewonnenen Erkenntnissen zur Generierung der Emissionen sollen mindernde Veränderungen im Herstellprozess abgeleitet werden. Dabei kann auf Erkenntnisse aus dem Bereich der Herstellung von Holzwerkstoffen aufgebaut werden. Eine weitere Möglichkeit der Emissionsminderung ergibt sich aus dem Zusammenwirken verschiedener Materialien, z.B. Dämmstoffen und Folien. Vorkenntnisse über das Diffusionsverhalten von Wasserdampf und einiger weniger (V)VOC sind vorhanden, bedürfen aber einer Vervollständigung. Konkret soll daher die Möglichkeit dampfbremsender Folien, den Übergang solcher Stoffe in die Innenraumluft zu behindern, über die o.g. Stoffe hinaus geprüft werden. | Jan Gunschera Tel.: +49 531 2155 352 jan.gunschera@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.01.2023 | 30.06.2025 | 2220NR069A | Verbundvorhaben: Anschlussvorhaben praktische Umsetzung des nachhaltigen Holzschutzverstärkungssystems HORST-II - NFK-ummantelter, faserverstärkter und vorgespannter Brettschichtholzverbundträger; Teilvorhaben 1: Materialentwicklung und Projektleitung - Akronym: HORST_II | Im Forschungsprojekt wird eine Ummantelungstechnologie aus Naturfasern und Epoxidharz für Brettschichtholzträger entwickelt. Zusätzlich erfolgt die Verstärkung des Brettschichtholzträgers mit vorgespannten Verstärkungsfasern, was die Tragfähigkeit erhöht. Ein Recyclingkonzept sichert die nachhaltige und ökologische Nutzung der eingebrachten Ressourcen. Als Referenzobjekt des Forschungsprojektes soll eine Fußgänger- und Radweg-Brücke entstehen, an der der neuartige Materialverbund mittels Langzeit-Monitoring charakterisiert wird. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Lothar Kroll Tel.: +49 371 531-35706 lothar.kroll@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Strukturleichtbau (IST) - Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung Reichenhainer Str. 31/33 09126 Chemnitz | ||
| 01.01.2023 | 30.06.2025 | 2220NR069B | Verbundvorhaben: Anschlussvorhaben praktische Umsetzung des nachhaltigen Holzschutzverstärkungssystems HORST-II - NFK-ummantelter, faserverstärkter und vorgespannter Brettschichtholzverbundträger; Teilvorhaben 2: Konstruktive Entwicklung und technische Umsetzung - Akronym: HORST_II | Im Forschungsprojekt wird eine Ummantelungstechnologie aus Naturfasern und Epoxidharz für Brettschichtholzträger entwickelt. Zusätzlich erfolgt die Verstärkung des Brettschichtholzträgers mit vorgespannten Verstärkungsfasern, was die Tragfähigkeit erhöht. Ein Recyclingkonzept sichert die nachhaltige und ökologische Nutzung der eingebrachten Ressourcen. Als Referenzobjekt des Forschungsprojektes soll eine Fußgänger- und Radfahrer-Brücke entstehen, an der der neuartige Materialverbund mittels Langzeit-Monitoring charakterisiert wird. | Dipl.-Ing. Matthias Tremel Tel.: +49 1723 679976 tremel@strab-holz.com STRAB Ingenieurholzbau Hermsdorf GmbH Industriestr. 11A 07629 Hermsdorf | ||
| 01.01.2023 | 30.06.2025 | 2220NR069C | Verbundvorhaben: Anschlussvorhaben praktische Umsetzung des nachhaltigen Holzschutzverstärkungssystems HORST-II - NFK-ummantelter, faserverstärkter und vorgespannter Brettschichtholzverbundträger; Teilvorhaben 3: Bauteilentwicklung und Bemessung - Akronym: HORST_II | Im Forschungsprojekt wird eine Ummantelungstechnologie aus Naturfasern und Epoxidharz für Brettschichtholzträger entwickelt. Zusätzlich erfolgt die Verstärkung des Brettschichtholzträgers mit vorgespannten Verstärkungsfasern, was die Tragfähigkeit erhöht. Ein Recyclingkonzept sichert die nachhaltige und ökologische Nutzung der eingebrachten Ressourcen. Als Referenzobjekt des Forschungsprojektes soll eine Fußgänger- und Radfahrer-Brücke entstehen, an der der neuartige Materialverbund mittels Langzeit-Monitoring charakterisiert wird. | Dipl.-Ing. Steffen Bellmann Tel.: +49 351 88931-16 s.bellmann@schulze-rank.de Ingenieurbüro Schulze & Rank Ingenieurgesellschaft m.b.H. Kaßbergstr. 41 09112 Chemnitz | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220NR277A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompostierbaren, hochfesten organischen Klebers und dessen Anwendung zur Bindung von Makropartikeln aus der Blattmasse von Rohrkolben; Teilvorhaben 1: Entwicklung eines Klebschaums - Akronym: TyphaKleber | Der Ausgangspunkt zur Entwicklung eines neuartigen Klebers ist das Typhaboard, das derzeit mittels des anorganischen Bindemittels Magnesit zum Baustoff gefertigt wird. Um die vorhandenen Schwachstellen des Materials Magnesitboard (vor allem die Absenkung der Wärmeleitfähigkeit und die Erhöhung der Festigkeit ist wünschenswert) zu überwinden, ist es ein Schwerpunktziel des Projektes ein neues Klebersystem für Rohrkolben (lat. Typha) zur Herstellung Natur basierender Baustoffe zu entwickeln. Ganz wesentlich für die Entwicklung des neuartigen nachhaltigen Klebers ist die Berücksichtigung der ganz speziellen Eigenschaften des Blattmaterials Typha. Wichtig ist dabei auch, dass mit dem neu entwickelten Klebstoff ein Material entwickelt werden kann, das den speziellen bauphysikalischen Anforderungen für einen Einsatz im Baubereich genügt. Oberstes Kriterium bei der Bindemittelentwicklung ist die Rückführbarkeit in den Stoffkreislauf. Weitere Aspekte für die Wahl und Optimierung des Klebstoffes sind Brandschutz, Schimmelpilzresistenz und Festigkeitseigenschaften. | Prof. Dr.-Ing. Martin Krus Tel.: +49 8024 643-258 martin.krus@ibp.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) Fraunhoferstr. 10 83626 Valley | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220NR277B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompostierbaren, hochfesten organischen Klebers und dessen Anwendung zur Bindung von Makropartikeln aus der Blattmasse von Rohrkolben; Teilvorhaben 2: Untersuchungen zur Praxisrelevanz - Akronym: TyphaKleber | Der Ausgangspunkt zur Entwicklung eines neuartigen Klebers ist das Typhaboard, das derzeit mittels des anorganischen Bindemittels Magnesit zum Baustoff gefertigt wird. Um die vorhandenen Schwachstellen des Materials Magnesitboard (vor allem die Absenkung der Wärmeleitfähigkeit und die Erhöhung der Festigkeit ist wünschenswert) zu überwinden, ist es ein Schwerpunktziel des Projektes ein neues Klebersystem für Rohrkolben (lat. Typha) zur Herstellung Natur basierender Baustoffe zu entwickeln. Ganz wesentlich für die Entwicklung des neuartigen nachhaltigen Klebers ist die Berücksichtigung der ganz speziellen Eigenschaften des Blattmaterials Typha. Wichtig ist dabei auch, dass mit dem neu entwickelten Klebstoff ein Material entwickelt werden kann, das den speziellen bauphysikalischen Anforderungen für einen Einsatz im Baubereich genügt. Oberstes Kriterium bei der Bindemittelentwicklung ist die Rückführbarkeit in den Stoffkreislauf. Weitere Aspekte für die Wahl und Optimierung des Klebstoffes sind Brandschutz, Schimmelpilzresistenz und Festigkeitseigenschaften. | Dipl. Ing. Egon Förster Tel.: +49 721 5696757 e.foerster@fiber-engineering.de Fiber Engineering GmbH Schoemperlenstr. 11 c-d 76185 Karlsruhe | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220NR277C | Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompostierbaren, hochfesten organischen Klebers und dessen Anwendung zur Bindung von Makropartikeln aus der Blattmasse von Rohrkolben; Teilvorhaben 3: Mithilfe und Beratung sowie Herstellung der erforderlichen Prüfkörper - Akronym: TyphaKleber | Der Ausgangspunkt zur Entwicklung eines neuartigen Klebers ist das Typhaboard, das derzeit mittels des anorganischen Bindemittels Magnesit zum Baustoff gefertigt wird. Um die vorhandenen Schwachstellen des Materials Magnesitboard (vor allem die Absenkung der Wärmeleitfähigkeit und die Erhöhung der Festigkeit ist wünschenswert) zu überwinden, ist es ein Schwerpunktziel des Projektes ein neues Klebersystem für Rohrkolben (lat. Typha) zur Herstellung Natur basierender Baustoffe zu entwickeln. Ganz wesentlich für die Entwicklung des neuartigen nachhaltigen Klebers ist die Berücksichtigung der ganz speziellen Eigenschaften des Blattmaterials Typha. Wichtig ist dabei auch, dass mit dem neu entwickelten Klebstoff ein Material entwickelt werden kann, das den speziellen bauphysikalischen Anforderungen für einen Einsatz im Baubereich genügt. Oberstes Kriterium bei der Bindemittelentwicklung ist die Rückführbarkeit in den Stoffkreislauf. Weitere Aspekte für die Wahl und Optimierung des Klebstoffes sind Brandschutz, Schimmelpilzresistenz und Festigkeitseigenschaften. | Dipl.-Ing. Werner Theuerkorn Tel.: +49 8561 6696 w.theuerkorn@gmail.com typha technik Naturbaustoffe Wichtleiten 3 84389 Postmünster | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2220NR277D | Verbundvorhaben: Entwicklung eines kompostierbaren, hochfesten organischen Klebers und dessen Anwendung zur Bindung von Makropartikeln aus der Blattmasse von Rohrkolben; Teilvorhaben 4: Anwendungstechnische Untersuchungen eines Klebschaums auf Basis biobasierter Rohstoffe für Typhablätter - Akronym: TyphaKleber | Der Ausgangspunkt zur Entwicklung eines neuartigen Klebers ist das Typhaboard, das derzeit mittels des anorganischen Bindemittels Magnesit zum Baustoff gefertigt wird. Um die vorhandenen Schwachstellen des Materials Magnesitboard (vor allem die Absenkung der Wärmeleitfähigkeit und die Erhöhung der Festigkeit ist wünschenswert) zu überwinden, ist es ein Schwerpunktziel des Projektes ein neues Klebersystem für Rohrkolben (lat. Typha) zur Herstellung Natur basierender Baustoffe zu entwickeln. Ganz wesentlich für die Entwicklung des neuartigen nachhaltigen Klebers ist die Berücksichtigung der ganz speziellen Eigenschaften des Blattmaterials Typha. Wichtig ist dabei auch, dass mit dem neu entwickelten Klebstoff ein Material entwickelt werden kann, das den speziellen bauphysikalischen Anforderungen für einen Einsatz im Baubereich genügt. Oberstes Kriterium bei der Bindemittelentwicklung ist die Rückführbarkeit in den Stoffkreislauf. Weitere Aspekte für die Wahl und Optimierung des Klebstoffes sind Brandschutz, Schimmelpilzresistenz und Festigkeitseigenschaften. | Dr. Hartmut Henneken Tel.: +49 5231 749-5300 hartmut.henneken@jowat.de Jowat SE Ernst-Hilker-Str. 10-14 32758 Detmold | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR291A | Verbundvorhaben: Entwicklung einer flexiblen, stärkebasierten Schaumfolie für Verpackungs- und Bauanwendungen; Teilvorhaben 1: Rezepturentwicklung der Stärkeblends, Materialherstellung und Marktstudie - Akronym: Staerkeschaumfolie | Der Einsatz fossil basierter Materialien für Einmalanwendungen ist derzeit noch weit verbreitet. Dies gilt insbesondere für geschäumte Kunststoffe in Verpackungs- und Bauanwendungen. Speziell im Verpackungsbereich werden wertvolle Ressourcen für Anwendungen mit sehr kurzer Nutzungsphase und anschließender thermischer Verwertung eingesetzt. Durch das wachsende Bewusstsein der Allgemeinheit für die aus dem Einsatz endlicher Ressourcen resultierenden Probleme, steigt die Nachfrage nach Lösungen zur Substitution derartiger Materialen durch solche, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Stärkebasierte Materialien bieten hier ein großes Potential, was der inzwischen weit verbreitete Einsatz von Lose-Fill-Verpackungschips zeigt. Im Bereich stärkebasierter Schaumfolien fehlen jedoch derzeit marktfähige Lösungen. Im Rahmen des Projektes wird durch Arbeiten in den Bereichen Werkstoffrezeptur, Verarbeitbarkeit und Verarbeitung sowie Verwertung am Ende der Nutzungsdauer ein ganzheitlicher Ansatz für eine stärkebasierte Schaumfolie entwickelt, deren Eigenschaften maßgeschneidert für Verpackungs- und Bauanwendungen sind. Die theoretischen Arbeiten werden durch umfangreiche experimentelle Versuchsreihen und Parameterstudien begleitet, was im Anschluss eine schnelle Überführung der Ergebnisse in den industriellen Maßstab ermöglicht. | Carolin Pertsch Tel.: +49 2369 9898-0 carolin.pertsch@loick-biowertstoff.de Loick Biowertstoff GmbH Bocksbergweg 5 17166 Teterow | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR291B | Verbundvorhaben: Entwicklung einer flexiblen, stärkebasierten Schaumfolie für Verpackungs- und Bauanwendungen; Teilvorhaben 2: Herstellung und Charakterisierung stärkebasierter Compounds - Akronym: Staerkeschaumfolie | Der Einsatz fossil basierter Materialien für Einmalanwendungen ist derzeit noch weit verbreitet. Dies gilt insbesondere für geschäumte Kunststoffe in Verpackungs- und Bauanwendungen. Speziell im Verpackungsbereich werden wertvolle Ressourcen für Anwendungen mit sehr kurzer Nutzungsphase und anschließender thermischer Verwertung eingesetzt. Durch das wachsende Bewusstsein der Allgemeinheit für die aus dem Einsatz endlicher Ressourcen resultierenden Probleme, steigt die Nachfrage nach Lösungen zur Substitution derartiger Materialen durch solche, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Stärkebasierte Materialien bieten hier ein großes Potential, was der inzwischen weit verbreitete Einsatz von Lose-Fill-Verpackungschips zeigt. Im Bereich stärkebasierter Schaumfolien fehlen jedoch derzeit marktfähige Lösungen. Im Rahmen des Projektes wird durch Arbeiten in den Bereichen Werkstoffrezeptur, Verarbeitbarkeit und Verarbeitung sowie Verwertung am Ende der Nutzungsdauer ein ganzheitlicher Ansatz für eine stärkebasierte Schaumfolie entwickelt, deren Eigenschaften maßgeschneidert für Verpackungs- und Bauanwendungen sind. Die theoretischen Arbeiten werden durch umfangreiche experimentelle Versuchsreihen und Parameterstudien begleitet, was im Anschluss eine schnelle Überführung der Ergebnisse in den industriellen Maßstab ermöglicht. | Christina Eloo Tel.: +49 208 8598-1179 christina.eloo@umsicht.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) Osterfelder Str. 3 46047 Oberhausen | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR291C | Verbundvorhaben: Entwicklung einer flexiblen, stärkebasierten Schaumfolie für Verpackungs- und Bauanwendungen; Teilvorhaben 3: Verfahrenstechnik der Schaumfolienextrusion mit physikalischen Treibmitteln - Akronym: Staerkeschaumfolie | Der Einsatz fossil basierter Materialien für Einmalanwendungen ist derzeit noch weit verbreitet. Dies gilt insbesondere für geschäumte Kunststoffe in Verpackungs- und Bauanwendungen. Speziell im Verpackungsbereich werden wertvolle Ressourcen für Anwendungen mit sehr kurzer Nutzungsphase und anschließender thermischer Verwertung eingesetzt. Durch das wachsende Bewusstsein der Allgemeinheit für die aus dem Einsatz endlicher Ressourcen resultierenden Probleme, steigt die Nachfrage nach Lösungen auf Basis nachwachsender Rohstoffe. Im Bereich stärkebasierter Schaumfolien fehlen jedoch derzeit marktfähige Lösungen. Im Rahmen des Projektes wird durch Arbeiten in den Bereichen Werkstoffrezeptur, Verarbeitbarkeit und Verarbeitung sowie Verwertung am Ende der Nutzungsdauer ein ganzheitlicher Ansatz für eine stärkebasierte Schaumfolie entwickelt, deren Eigenschaften maßgeschneidert für Verpackungs- und Bauanwendungen sind. Die theoretischen Arbeiten werden durch umfangreiche experimentelle Versuchsreihen und Parameterstudien begleitet, was im Anschluss eine schnelle Überführung der Ergebnisse in den industriellen Maßstab ermöglicht. Das IKV übernimmt hierbei im AP 3 die gezielte Anpassung der Anlagentechnik für eine schonende Verarbeitung der stärkebasierten Compounds bei gleichzeitig guter Einmischung des Treibmittels. Hierzu werden ebenfalls ideale Prozessparameter für verschiedene Materialrezepturen ermittelt und die Schaumfolienherstellung prozesstechnisch optimiert. Im AP4 charakterisiert das IKV in Kooperation mit den Partnern die hergestellten Stärkeschaumfolien hinsichtlich ihrer Schaumeigenschaften. Zusätzlich werden die Schaumfolien bezüglich ihrer Nachexpansionsneigung untersucht. Aus den gewonnenen Erkenntnissen sollen Zusammenhänge zwischen den ermittelten Schaumeigenschaften und mechanischen Kennwerten in Abhängigkeit der jeweils gewählten Schäumprozessparametern (Treibmittelrezeptur, Durchsatz, Schmelzetemperaturen und -drücke) herausgearbeitet werden. | M. Sc. Malte Schön Tel.: +49 241 80-28372 malte.schoen@ikv.rwth-aachen.de Vereinigung zur Förderung des Instituts für Kunststoffverarbeitung in Industrie und Handwerk an der Rhein.-Westf. Technischen Hochschule Aachen Seffenter Weg 201 52074 Aachen | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR291D | Verbundvorhaben: Entwicklung einer flexiblen, stärkebasierten Schaumfolie für Verpackungs- und Bauanwendungen; Teilvorhaben 4: Experimentelle Beurteilung der Verarbeitungsfenster bei der Schaumfolienextrusion - Akronym: Staerkeschaumfolie | Der Einsatz fossil basierter Materialien für Einmalanwendungen ist derzeit noch weit verbreitet. Dies gilt insbesondere für geschäumte Kunststoffe in Verpackungs- und Bauanwendungen. Speziell im Verpackungsbereich werden wertvolle Ressourcen für Anwendungen mit sehr kurzer Nutzungsphase und anschließender thermischer Verwertung eingesetzt. Durch das wachsende Bewusstsein der Allgemeinheit für die aus dem Einsatz endlicher Ressourcen resultierenden Probleme, steigt die Nachfrage nach Lösungen zur Substitution derartiger Materialen durch solche, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Stärkebasierte Materialien bieten hier ein großes Potential, was der inzwischen weit verbreitete Einsatz von Lose-Fill-Verpackungschips zeigt. Im Bereich stärkebasierter Schaumfolien fehlen jedoch derzeit marktfähige Lösungen. Im Rahmen des Projektes wird durch Arbeiten in den Bereichen Werkstoffrezeptur, Verarbeitbarkeit und Verarbeitung sowie Verwertung am Ende der Nutzungsdauer ein ganzheitlicher Ansatz für eine stärkebasierte Schaumfolie entwickelt, deren Eigenschaften maßgeschneidert für Verpackungs- und Bauanwendungen sind. Die theoretischen Arbeiten werden durch umfangreiche experimentelle Versuchsreihen und Parameterstudien begleitet, was im Anschluss eine schnelle Überführung der Ergebnisse in den industriellen Maßstab ermöglicht. | Dr.-Ing. Martin Spitz Tel.: +49 2064 970937-3 spitz@shs-plus.de SHS plus GmbH Dieselstr. 30 46539 Dinslaken | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2220NR291E | Verbundvorhaben: Entwicklung einer flexiblen, stärkebasierten Schaumfolie für Verpackungs- und Bauanwendungen; Teilvorhaben 5: Herstellung einer stärkebasierten Schaumfolie unter Produktionsbedingungen - Akronym: Staerkeschaumfolie | Der Einsatz fossil basierter Materialien für Einmalanwendungen ist derzeit noch weit verbreitet. Dies gilt insbesondere für geschäumte Kunststoffe in Verpackungs- und Bauanwendungen. Speziell im Verpackungsbereich werden wertvolle Ressourcen für Anwendungen mit sehr kurzer Nutzungsphase und anschließender thermischer Verwertung eingesetzt. Durch das wachsende Bewusstsein der Allgemeinheit für die aus dem Einsatz endlicher Ressourcen resultierenden Probleme, steigt die Nachfrage nach Lösungen zur Substitution derartiger Materialen durch solche, die auf nachwachsenden Rohstoffen basieren. Stärkebasierte Materialien bieten hier ein großes Potential, was der inzwischen weit verbreitete Einsatz von Lose-Fill-Verpackungschips zeigt. Im Bereich stärkebasierter Schaumfolien fehlen jedoch derzeit marktfähige Lösungen. Im Rahmen des Projektes wird durch Arbeiten in den Bereichen Werkstoffrezeptur, Verarbeitbarkeit und Verarbeitung sowie Verwertung am Ende der Nutzungsdauer ein ganzheitlicher Ansatz für eine stärkebasierte Schaumfolie entwickelt, deren Eigenschaften maßgeschneidert für Verpackungs- und Bauanwendungen sind. Die theoretischen Arbeiten werden durch umfangreiche experimentelle Versuchsreihen und Parameterstudien begleitet, was im Anschluss eine schnelle Überführung der Ergebnisse in den industriellen Maßstab ermöglicht. | Michel Stephan Tel.: +49 3395 752-2008 stephan.michel@gefinex.com Gefinex GmbH Jakobsdorfer Str. 1 16928 Pritzwalk | ||
| 01.07.2021 | 31.12.2023 | 2220NR295A | Verbundvorhaben: Design und Fabrikation von 3D-gedruckten Bauteilen aus Biokompositen / Filamenten aus Endlos- und Kurznaturfasern; Teilvorhaben 1: Projektkoordination, Festlegung der Bauteilanforderungen, Materialentwicklung und -prüfung - Akronym: 3DNaturDruck | Das gemeinsame Projekt umfasst den gesamten Prozess der Entwicklung von Biokomposit FDM Bausystemen und deren ökonomische und ökologische Bewertung. Zunächst definieren alle beteiligten Partner, auf der Grundlage ihrer bisherigen Erfahrungen in ihren Bereichen, mechanische und funktionelle Anforderungen an neu entwickelte Materialien für Filamente, Parameter des Herstellungsprozesses und neu entworfene Bauelemente. Zwei Hauptarten von Filamenten auf Biopolymer-Basis werden entwickelt. Die erste ist mit kurzen Naturfasern unterschiedlicher Länge aus Holz, Hanf, Flachs und Agrar-Reststoffen verstärkt. Der zweite Typ zeichnet sich durch lange endlose Hanf- und Flachsfaserverstärkungen aus, die in einer Polymermatrix beschichtet oder eingebettet sind. Neue Filamente bestimmen das Design für spezielle Druckköpfe, die mit marktüblichen 3D-Druckern verwendet werden können. Ein solcher Ansatz wird die Entwicklung nachhaltiger biokompositbasierter Bausysteme weltweit erleichtern. Sobald das neue Tool in die SATURN Drucker integriert ist, die vom ATMAT Unterauftragnehmer zur Verfügung gestellt werden, werden dedizierte Druckpfad Steuerungssysteme für beide Arten von Filamenten entwickelt. Die Überprüfung und Optimierung der entwickelten Material- und Fabrikationsplattform erfolgt während des gesamten Projektes durch 3d-Druck der von BioMat entwickelten Bausysteme z.B Fassadenplatten, ganze Fassadensysteme, Verbindungselementen. Sobald die Integration der entwickelten Filamente, die Herstellungsplattform und das Bausystem ein hohes Maß an Zuverlässigkeit erreichen, wird der endgültige 1:1 Schalenstruktur Demonstrator hergestellt. Die Einbeziehung aller Projektpartner in die ökologische und ökonomische Bewertung des Systems garantiert die Formulierung eines vollständigen Feedbacks bezüglich der Perspektiven für die Markteinführung des neuen Systems und seiner potenziellen Umweltvorteile. | Hanaa Dahy Tel.: +49 711 685-83274 hanaa.dahy@itke.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart - Fakultät 1 Architektur und Stadtplanung - Institut für Tragkonstruktionen und Konstruktives Entwerfen Keplerstr. 11 70174 Stuttgart | ||
| 01.07.2021 | 31.12.2023 | 2220NR295B | Verbundvorhaben: Design und Fabrikation von 3D-gedruckten Bauteilen aus Biokompositen / Filamenten aus Endlos- und Kurznaturfasern; Teilvorhaben 2: Materialentwicklung und Herstellung von Filamenten - Akronym: 3DNaturDruck | In diesem TV werden die Materialien und Filamente für die additive Fertigung der Zielbauteile im Bereich der Fassadenelemente entwickelt. Als Verfahren der additiven Fertigung soll das extrusionsbasierte fused deposition modelling (FDM) verwendet werden. Die Materialien sollen weitestgehend aus nachwachsenden Rohstoffen bestehen, wobei als Matrixpolymere u.a. Polymilchsäure (PLA) und Biopolyamide ausgewählt werden. Als Kurzfasern werden Holz- und Cellulosefasern eingesetzt, die sich durch eine gute Verfügbarkeit auszeichnen und in Elementen für den Baubereich aufgrund einer geringeren Wärmefreisetzungsrate im Vergleich zu Thermoplasten zu einer Verbesserung des Flammschutzes beitragen können. Als Hauptziel im Gesamtprojekt soll ein Verfahren für den Druck von Endlosfasern (Naturfasern) mit Biopolymeren entwickelt werden. Daher besteht eine weitere Aufgabe in diesem TV darin, verfügbare Naturfasern (Flachs, Hanf) vorab mit Biopolymeren zu ummanteln und auf diese Weise ein thermoplastisches Halbzeug herzustellen, das im FDM-Verfahren zum Einsatz kommen kann. Zur Erreichung der hohen Anforderungen im Baubereich (Dauerhaftigkeit, UV-Stabilität, Flammschutz) sind die Biopolymere mit Additiven auszurüsten. | Dr. Arne Schirp Tel.: +49 531 2155-336 arne.schirp@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.07.2021 | 31.12.2023 | 2220NR295C | Verbundvorhaben: Design und Fabrikation von 3D-gedruckten Bauteilen aus Biokompositen / Filamenten aus Endlos- und Kurznaturfasern; Teilvorhaben 3: Prozess- und Hardwareentwicklung - Akronym: Prozess3DNaturDruck | Im Rahmen dieses Forschungsvorhabens sollen für die Additive Fertigung großer Bauteile (z.B. Fassadenelemente usw.) im FDM-Verfahren optimierte naturfaserverstärkte Biopolymere in Form von Kurz- und Endlosfaserfilamenten sowie die Methoden und Werkzeuge (incl. Neuentwickelten 2 Düsen) für deren Extrusion entwickelt werden. Aktuelle Anwendungen und Forschungsarbeiten zum großformatigen 3D-Druck erfolgen zum weitaus größten Teil mit Polymeren auf Basis fossiler Rohstoffe – für die Anwendung im architektonischen Maßstab aus ökologischer Sicht nicht vertretbar. Im Rahmen des beantragten Projekts sollen smarte und innovative Designs für den Einsatz in der Architektur (Fassadenelemente, Trennwände, freigeformte Möbel, hochkomplexe Bauteile etc.) entstehen. Aus neuentwickelten Verbundmaterialien mit einem möglichst hohen Anteil an Naturfasern aus jährlich nachwachsenden Ressourcen mit dem Produktionsverfahren der Additiven Fertigung sollen ökologische, nachhaltige Produkte entwickelt werden. Bei den zu erforschenden Materialien handelt es sich um naturfaserverstärkte Bio-Polymer-Komposite in verschiedener Form: Innerhalb des Projektes soll ein Verarbeitungsverfahren mit sehr kurzen Naturfasern aus Holz, Hanf, Flachs und Weizen- sowie Rapsstroh untersucht werden. Als Hauptziel soll ein Verfahren für den Druck von Endlosfasern (Naturfasern) mit Biopolymeren entwickelt werden. Fortlaufende Materialtests sowie die Einbeziehung von analytischen und numerischen Simulationen in den digitalen Entwurfs- und Herstellungsprozess werden dabei frühzeitig eine Beurteilung der Eignung für architektonische Bauteile ermöglichen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Erschließung des FDM-3D-Drucks mit nachhaltigen Materialien aus nachwachsenden Rohstoffen für großformatige architektonische Bauteile. Das LZH ist verantwortlich für die Prozessentwicklung mit den neu entwickelten Materialien und mitverantwortlich für die Entwicklung neuer Werkzeuge und Düsengeometrien für den Drucker. | Dr.-Ing. Gerrit Hohenhoff Tel.: +49 511 2788-263 g.hohenhoff@lzh.de Laser Zentrum Hannover e.V. Hollerithallee 8 30419 Hannover | ||
| 01.07.2021 | 31.12.2023 | 2220NR295D | Verbundvorhaben: Design und Fabrikation von 3D-gedruckten Bauteilen aus Biokompositen / Filamenten aus Endlos- und Kurznaturfasern; Teilvorhaben 4: industrielle Umsetzung - Akronym: 3DNaturDruck | Das Ziel ist, mittels neuer 3D-Drucktechnologie Faserverstärkte nachwachsende Rohstoffe inkl. Lang- & Endlosfasern zu verarbeiten und hieraus sowohl materialsparend als auch nachhaltig Projekte der Architektur und später in anderen Branchen umzusetzen und endliche Rohstoffe zu ersetzen. (Ausführliche Beschreibung in der Vorhabensbeschreibung) | Christoph Fromme Tel.: +49 5371 94830 cfromme@rpt.de RPT Rapid Prototyping Technologie GmbH Hugo-Junkers-Str. 14 38518 Gifhorn | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2221HV003A | Verbundvorhaben: Aufbau einer Pilotanlage zur Nutzung und Evaluierung von Buchenholzfasern als Ziegel-Dämmstoff; Teilvorhaben 1: Aufbau einer Pilotanlage - Akronym: Buchendaemmstoffe | Das Gesamtziel dieses Projektes besteht im Aufbau einer Pilotanlage zur Herstellung von Dämmstoffen auf Basis von Buchenholz sowie der begleitenden Forschungsaktivitäten. In der geplanten Anlage sollen aus Buchenholzfasern flexible Dämmstoffe (Dämmstoffmatten und Holzschäume bzw. Granulate) als Füllstoff für Hohlziegel (lochbildabhängig und lochbildunabhängig) hergestellt werden. | Ansgar Biestmann Tel.: +49 2369 9898-18 ansgar.biestmann@loick-biowertstoffe.de Loick Biowertstoff GmbH Bocksbergweg 5 17166 Teterow | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2221HV003B | Verbundvorhaben: Aufbau einer Pilotanlage zur Nutzung und Evaluierung von Buchenholzfasern als Ziegel-Dämmstoff; Teilvorhaben 2: Optimierung und Evaluierung von Buchenholzfaserdämmstoffen - Akronym: Buchendaemmstoffe | Das Gesamtziel dieses Projektes besteht im Aufbau einer Pilotanlage zur Herstellung von Dämmstoffen auf Basis von Buchenholz sowie der begleitenden Forschungsaktivitäten. In der geplanten Anlage sollen aus Buchenholzfasern flexible Dämmstoffe (Dämmstoffmatten und Holzschäume bzw. Granulate) als Füllstoff für Hohlziegel (lochbildabhängig und lochbildunabhängig) hergestellt werden. | Dr. Nina Ritter Tel.: +49 531 2155-353 nina.ritter@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2025 | 2221HV003C | Verbundvorhaben: Aufbau einer Pilotanlage zur Nutzung und Evaluierung von Buchenholzfasern als Ziegel-Dämmstoff; Teilvorhaben 3: Füllung von Ziegeln mit Holzfaserdämmstoffen - Akronym: Buchendaemmstoffe | Das Gesamtziel dieses Projektes besteht im Aufbau einer Pilotanlage zur Herstellung von Dämmstoffen auf Basis von Buchenholz sowie der begleitenden Forschungsaktivitäten. In der geplanten Anlage sollen aus Buchenholzfasern flexible Dämmstoffe (Dämmstoffmatten und Holzschäume bzw. Granulate) als Füllstoff für Hohlziegel (lochbildabhängig und lochbildunabhängig) hergestellt werden. | Murray Rattana-Ngam Tel.: +49 7306 9650-0 mrn@ziegelwerk-bellenberg.de Ziegelwerk Bellenberg Wiest GmbH & Co. KG Tiefenbacher Str. 1 89287 Bellenberg | ||
| 01.08.2022 | 31.05.2023 | 2221HV005X | INSECT INSPIRED MANUFACTURING - Enzymatische Vernetzung von Restholz als Rohstoff für 3D-Druck - Akronym: IIM | Die additive Fertigung, auch 3D-Druck genannt, ist eine wichtige Technologie im Rahmen der Mass Personalization. Ein Großteil der im 3D-Druck hergestellten Produkte besteht aus nicht biologisch abbaubaren oder nicht-recycelbaren Materialien, was eine nachhaltige Nutzung stark erschwert. Gleichzeitig gibt es große Mengen ungenutztes Holz, z.B. aus Sturm- und Borkenkäferschäden oder minderwertige Laubhölzer, deren Umfang im Zuge des Klimawandels weiter steigen wird. Aktuell können solche forstwirtschaftlichen Abfälle zwar als Rohstoff für den 3D-Druck eingesetzt werden, jedoch gelingt dies nur durch Zugabe von Bindemitteln, welche meist nicht biologisch abbaubar sind. Eine biointelligente Technologie, mit der aus Holz nachhaltige, technisch kompostier- oder recycelbare 3D-gedruckte Objekte hergestellt werden können, ist bisher nicht bekannt. In der Natur wird der Aufbau dreidimensionaler Strukturen aus abgestorbenem Holz auf unterschiedlichen Arten von Insekten umgesetzt. Ein Beispiel heimischer Insekten ist der Nestbau von Wespen (z.B. Papierwespen) und Hornissen, die zur Ordnung der Hautflügler (Hymenoptera) gehören. Gemein ist allen Verfahren der Einsatz von Proteinen und Enzymen, die durch ihren zum Teil sehr selektiven Wirkmechanismus ein Vernetzen von Holzpartikeln auf molekularer Ebene ermöglichen. Eine technische Umsetzung gleicht einer Innovation mit einer signifikanten Breitenwirkung. Ziel dieser Machbarkeitsstudie ist zunächst, durch Einsatz vernetzender Insektenenzyme eine neue Materialklasse zu entwickeln und erreichbare Eigenschaften wie Festigkeit, Kompostierbarkeit sowie Recycelfähigkeit und damit Anwendungsbereiche zu identifizieren. Erste elementare Untersuchungen in Richtung additive Fertigung sollen zeigen, ob diese neue Materialklasse für eine additive Fertigungsweise geeignet ist. | Henrik-Alexander Christ Tel.: +49 531 2155-349 henrik-alexander.christ@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2024 | 2221HV007X | Entwicklung von formaldehydfreien Spanplatten mit Robinienholz und natürlichen Bindemitteln auf Basis von Albumin und pflanzlichen Proteinen - Akronym: RobinienSpan | Die sich ständig ändernde Rohstoffsituation war schon immer eine der Hauptantriebskräfte für zahlreiche Forschungsaktivitäten im Spanplattensektor. Die hohe Variabilität der Rohstoffe stellt eine Herausforderung bei der Spanplattenherstellung dar, bei der bisher fast ausschließlich auf Nadelholzsortimente zurückgegriffen wird. Angesichts der anhaltenden Knappheit des Nadelholzes und der Notwendigkeit, die Ziele für eine nachhaltige Entwicklung zu erreichen sollen mit diesem Forschungsvorhaben alternative Rohstoffquellen erschlossen werden. Anstelle heimische Laubbaumarten, wie die Buche einzusetzen, sollen erstmals Spanplatten aus Robinienholz entwickelt werden. Insbesondere die Robine als widerstandsfähige und dauerhafte Baumart bietet aufgrund ihrer Schnellwüchsigkeit die Möglichkeit, eine beträchtliche Holzbiomasse zu generieren. Durch eine hohe Verfügbarkeit dieses Rohstoffes innerhalb kürzester Zeit können Waldressourcen geschont werden. Weiterhin soll durch den Einsatz natürlicher Bindemittel besonderes Augenmerk auf die formaldehydfreie Verleimung gelegt und somit petrochemische Bindemittel subsituiert werden. | PD Dr. Markus Euring Tel.: +49 551 39-23323 meuring@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holztechnologie und Holzwerkstoffe Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2024 | 2221HV008X | Hochfeste Verbindungsstellen für Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (WVC) - Akronym: HoVerbind | Im Forschungsprojektes wird eine lokale Verdichtungstechnologie für Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe (Wood Veneer Composite, kurz: WVC) zu einer wirtschaftlichen Prozessführung weiterentwickelt und hinsichtlich ihrer Prozessparameter-Eigenschaftsbeziehung erforscht. Die Technologie dient dem Zweck eine hochfeste Verbindungsstelle für vorgespannte Schraubverbindungen in WVC unter wirtschaftlichen Bedingungen herzustellen. Indem die Verdichtung auf den wirksamen Bereich der Schraubverbindung reduziert ist, bleiben die spezifischen mechanischen Eigenschaften im restlichen Plattenwerkstoff nahezu unverändert. Damit werden die Verbindungseigenschaften bei gleichzeitigem Erhalt des leichtbautechnischen Anwendungspotentials der Holzfurnierlagenverbundwerkstoffe verbessert. Es werden die lokalen Verdichtungstechnologien axial, radial und deren Kombination auf vorgespannte Durchsteckschraubverbindungen und Einschraubverbindungen angewendet. Zur Beurteilung der Verdichtungsparameter werden mikroskopische Strukturanalysen, Schraubversuche und Vorspannkraftmessungen durchgeführt. Die Analyse der hochfesten Verbindungsstellen erfolgt anschließend hinsichtlich der Aspekte Maßhaltigkeit, Vorspannkraftverlust, Klimaeinfluss und statisch-/ dynamischer Tragfähigkeit. Diese Grundlagenuntersuchungen bilden die Voraussetzung für die geplante Implementierung der Technologie in die industrielle Fertigung. Neben der Performancebewertung lokal verdichteter Verbindungsstellen wird eine Fertigungsrichtlinie der lokalen Verdichtungstechnologie angestrebt. | Prof. Dr.-Ing. Markus Golder Tel.: +49 371 531-36902 markus.golder@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe, Professur Förder- und Materialflusstechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | ||
| 01.12.2021 | 31.05.2024 | 2221HV019X | Entwicklung von biobasierten Klebstoffen mit Flammschutzwirkung als Mehrwert für Holzwerkstoffe - Akronym: BioFSK | In einer Vielzahl von Anwendungsbereichen im Bau und der Möbelindustrie, im Fahrzeugbau oder im Verpackungsbereich werden neben Bindemitteln zusätzlich Flammschutzmittel verwendet. Als Rohstoffbasis kommen dabei Harnstoff-, Melamin- und Phenolharze oder anorganische Salzezum Einsatz. Die Zusammensetzungen sind in Bezug auf Toxizität, Umweltverträglichkeit sowie Abbaubarkeit kritisch zu betrachten und werden von Verbrauchern immer weniger akzeptiert. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung von biobasierten Klebstoffen mit gleichzeitiger Flammschutzwirkung und einer guten Wasserbeständigkeit als Mehrwert für Holzwerkstoffe. Durch die Verwendung der zu entwickelnden Klebstoffe müssen keine weiteren Additive wie zusätzliche Flammschutz- oder Hydrophobierungsmittel eingesetzt werden. Es sollen die notwendigen mechanischen, chemischen sowie Flammbeständigkeiten für die jeweiligen Werkstoffe erreicht werden. Als Ausgangsmaterialien für diese Entwicklung stehen unterschiedliche Additive mit Klebkraft- und Flammschutzpotential aus nachwachsenden Roh- und Reststoffen wie Stärke, Stärkeabbauprodukte, Lignin und Hemicellulosen aus Ablaugen der Zellstoffindustrie sowie Extraktstoffe aus Rinden zur Verfügung. Diese werden zunächst modifiziert und anschließend hinsichtlich ihrer Klebkraft und Flammschutzwirkung in verschiedenen Holzwerkstoffen (Holzfaserdämmstoffe, mitteldichte Faserplatten, Furnierwerkstoffen) getestet und optimiert. Als Projektergebnis entstehen multifunktionale Klebstoffe, die emissionsarm und gesundheitlich unbedenklich sind. Es werden nachwachsende Substanzen aus der land- und forstwirtschaftlichen Produktion sowie Nebenprodukte der Kaskadennutzung verwendet. Der große Markt für Bindemittel und Flammschutzmittel lässt bei der Verwendung dieser neuen Bindemittelkombination eine Einsparung von Additiven auf Basis fossiler Rohstoffe zu und verbessert damit die CO2-Bilanz der Produktgruppen. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 4633-8101 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Bereich Ingenieurwissenschaften - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur für Holztechnik und Faserwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2221HV020A | Verbundvorhaben: Entwicklung formaldehydfreier Dispersionsklebstoffe auf Basis von Polyvinylacetat zur Herstellung von Biokompositen; Teilvorhaben 1: Applikationstechnik und Werkstoffherstellung - Akronym: BioPVAc | Die Machbarkeit der Holzwerkstoffherstellung mit Polyvinylacetat (PVAc) und biogenen Bindemitteln konnte bereits erfolgreich demonstriert werden. Jedoch fehlen zur industriellen Umsetzung wenige, jedoch wesentliche Entwicklungsarbeiten. PVAc-Dispersionen wurden über Jahrzehnte für die Kaltverklebung von Flächen optimiert, nun soll eine Anpassung an die Bedürfnisse der Heißverklebung erfolgen. Die Lösungsansätze sind daher sowohl bei der Materialentwicklung als auch bei der Prozessentwicklung, der Applikation der Leime auf die Fasern und Späne zu setzen. Nur so können konkurrenzfähige, nachhaltige und emissionsarme Werkstoffe erzeugt werden. Ziel des Teilvorhabens ist die Anpassung der Verfahrensparameter an die Anforderung des Dispersionsklebstoffes und die Herstellung von Biokompositen sowie deren Bewertung. | Dr. Claudia Schirp Tel.: +49 531 2155-318 claudia.schirp@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.12.2021 | 30.11.2024 | 2221HV020B | Verbundvorhaben: Entwicklung formaldehydfreier Dispersionsklebstoffe auf Basis von Polyvinylacetat zur Herstellung von Biokompositen; Teilvorhaben 2: Synthese und Formulierung - Akronym: BioPVAc | Emissionen aus Werkstoffen zum Einsatz im Innenraum unterliegen strengen Vorgaben. Ein Ersatz für formaldehydhaltige Bindemittel bei der Holzwerkstoffherstellung zu entwickeln ist daher nach wie vor eines der dringendsten Ziele der Branche. Es ist zu erwarten, dass die Grenzwerte für Formaldehyd und andere Schadstoffe in der Innenraumluft weiter gesenkt werden. Parallel gewinnt die Kreislaufwirtschaft weiter an Bedeutung. Im Bereich der Holzwerkstoffe bedeutet dies, dass Altmöbel verstärkt im Sinne der Kaskadennutzung in neue Holzwerkstoffe eingesetzt werden. Sowohl frisches, natürliches Holz als auch Altmöbel bringen einen nicht unerheblichen Anteil an Formaldehydquellen in den Werkstoff, so dass mit den klassischen Holzwerkstoffbindemitteln zukünftig die Grenzwerte nicht einzuhalten sind. Daher ist es zwingend erforderlich Klebstoffsysteme einzusetzen, die aufgrund ihrer chemischen Struktur kaum Formaldehyd oder andere Aldehyde enthalten oder abspalten. Auf diese Weise tragen ausschließlich holzeigene Formaldehydquellen zur Emissionsbildung des Werkstoffes bei. Technisch möglich ist dies z.B. mit Isocyanat-basierten Klebstoffen. Hier sprechen jedoch ausreichende Verfügbarkeit und Kosten entgegen. Zudem ist es wünschenswert, neben technischen und ökonomischen Aspekten auch ökologische Aspekte zu berücksichtigen. Die Machbarkeit der Holzwerkstoffherstellung mit Polyvinylacetat (PVAc) und biogenen Bindemitteln konnte bereits erfolgreich demonstriert werden. Jedoch fehlen zur industriellen Umsetzung wenige, jedoch wesentliche Entwicklungsarbeiten. PVAc-Dispersionen wurden über Jahrzehnte für die Kaltverklebung von Flächen optimiert, nun soll eine Anpassung an die Bedürfnisse der Heißverklebung erfolgen. Die Lösungsansätze zielen daher sowohl auf die Material- als auch auf die Prozessentwicklung und Applikation der Leime auf die Fasern und Späne ab. Nur so können konkurrenzfähige, nachhaltige und emissionsarme Werkstoffe erzeugt werden. | Dr. Daniela Klein Tel.: +49 5231 749-5318 daniela.klein@jowat.de Jowat SE Ernst-Hilker-Str. 10-14 32758 Detmold | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2221HV030A | Verbundvorhaben: Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart; Teilvorhaben 1: Projektleitung und Design for Recycling - Akronym: Holztafel_2-0 | Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der "Urban Mining"-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: - Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) - Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit - Erarbeitung eines Second Use Konzepts. Das Teilvorhaben der TU Braunschweig besteht zusätzlich darin, das gesamte Vorhaben zu koordinieren und in der wissenschaftlichen Begleitung der Fa. Baukmeier. | Prof. Dr.-Ing. Mike Sieder Tel.: +49 531 391-7800 m.sieder@tu-braunschweig.de Technische Universität Braunschweig Institut für Baukonstruktion und Holzbau Schleinitzstr. 21A 38106 Braunschweig | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2221HV030B | Verbundvorhaben: Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart; Teilvorhaben 2: Recyclingverfahren - Akronym: Holztafel_2-0 | Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der "Urban Mining"-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit Erarbeitung eines Second Use Konzepts Das Teilvorhaben der Firma ALBA besteht darin, die Recyclingverfahren für Holztafeln (Abbruch) und die Einzelkomponenten zu analysieren zu optimieren. Das Ziel ist, Rohstoffe für die "second-use" Produkte zu erhalten. | Matthias Fricke Tel.: +49 170 5779593 matthias.fricke@alba.info ALBA Braunschweig GmbH Frankfurter Str. 251 38122 Braunschweig | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2221HV030C | Verbundvorhaben: Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart; Teilvorhaben 3: Design for Recycling mit Schwerpunkt WDVS - Akronym: Holztafel_2-0 | Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der "Urban Mining"-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit Erarbeitung eines Second Use Konzepts Das Teilvorhaben der Firma STO besteht darin, das System eines WDVS unter dem Gesichtspunkt des design for recycling zu optimieren. | Dr. Eike Messow Tel.: +49 7744 57-1867 e.messow@sto.com STO SE & Co. KGaA Ehrenbachstr. 1 79780 Stühlingen | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2221HV030D | Verbundvorhaben: Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart; Teilvorhaben 4: Design for Recycling mit Schwerpunkt Holztafel und gesamtes Gebäude - Akronym: Holztafel_2-0 | Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der "Urban Mining"-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit Das Teilvorhaben der Firma Baukmeier besteht darin, die Fertigungsprozesse der Holztafel und die Einzelkomponenten zu analysieren und insgesamt die Holztafel in der Art zu gestalten, dass eine Widerverwertung möglich ist. Dabei wird die direkte Widerverwertung (Rückbau) und die Möglichkeit zum "up-cycling" priorisiert. | Stefanie Baukmeier Tel.: +49 5151 953823 stefanie.baukmeier@meisterstueck.de Otto Baukmeier Holzbau-Fertigbau GmbH & Co. KG Otto-Körting-Str. 3 31789 Hameln | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2221HV030E | Verbundvorhaben: Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart; Teilvorhaben 5: Second use Konzepte - Akronym: Holztafel_2-0 | Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der "Urban Mining"-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit Erarbeitung eines Second Use Konzepts Das Teilvorhaben des Fraunhofer WKI besteht darin, second-use-Konzepte zu erarbeiten und mit den Rohstoffen des Projektpartners ALBA neue Produkte herzustellen. | Norbert : Rüther Tel.: +49 531 120496-17 norbert.ruether@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2221HV030F | Verbundvorhaben: Recycling for Future - Konzepte zur recyclinggerechten Herstellung von Konstruktionen in Holztafelbauart; Teilvorhaben 6: Nutzungszyklusanalyse - Akronym: Holztafel_2-0 | Das Ziel des Verbundvorhabens ist die Entwicklung leicht und umfassend recyclingfähiger konstruktionsbildender Holzbauteile (Holztafeln), die im Sinne der "Urban Mining"-Strategie bzw. Design for Recycling / Reuse möglichst langfristig im stofflichen Kreislauf erhalten werden können. Dabei wird sich der Nutzung des anthropogenen Gebäudebestands als wertvolles Rohstofflager bedient. Es werden folgende Projektziele angestrebt: Entwicklung recyclinggerechter Konstruktionen (Design for Recycling) Eruierung des erforderlichen Recyclingverfahrens zur effektiven Nutzbarkeit Erarbeitung eines Second Use Konzepts Das Teilvorhaben der Ruhr-Universität Bochum besteht darin, Nutzungszyklusanalysen durchzuführen. | Prof. Dr. Annette Hafner Tel.: +49 234 32-21413 annette.hafner@rub.de Ruhr-Universität Bochum - Fakultät Bau- und Umweltwissenschaften - Ressourceneffizientes Bauen Universitätsstr. 150, IC 5-159 44801 Bochum | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2221HV037A | Verbundvorhaben: Entwicklung und Bewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit; Teilvorhaben 1: Eigenschaften und Verwendbarkeit von Gebrauchtholz im Holztafelbau - Akronym: TUandM | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit. Die Projektziele werden durch ein interdisziplinäres Konsortium in Zusammenarbeit mit zwei Industriepartnern der Holzbaubranche bearbeitet. Auf Gebäudeebene werden die Potentiale der kreislaufgerechten Konstruktion als Beitrag zum anpassungsfähigen und nutzungsflexiblen Holzbau ermittelt. Auf baukonstruktiver, d. h. Bauteilebene, erfolgt die Entwicklung und Optimierung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen, unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung (d. h. Wand-, Dach-, Deckenelement). Bei der technischen Entwicklung werden in der Anbindung zur Gebäudeebene die Verbindungen zwischen Bauteilen mit dem Ziel der Demontierbarkeit betrachtet. Nach unten ist die Trennbarkeit der Bauteile bis auf Materialebene als Ziel definiert. Auf Materialebene wird die Kaskadennutzung als zentrales Element der Kreislaufwirtschaft aufgegriffen. Die Charakterisierung der Verwertungsoptionen des Gebrauchtholzes auf Materialebene trägt dazu bei, dass das Gebrauchtholz nach dem Rückbau der kreislaufgerechten Konstruktion auch tatsächlich einer hochwertigen Kaskadennutzung zugeführt werden kann und stellt damit eine wichtige, interne Validierung der technischen Entwicklungen dar. Gleichzeitig ergibt sich daraus die notwendige Einbindung digitaler Technologien zur Entwicklung eines digitalen Materialpasses für die Dokumentation und Nachverfolgbarkeit von Bauteilen, Verbindungen und Rückbauoptionen. Neben der technischen und materialwissenschaftlichen Bewertung findet eine Evaluierung der ökologischen und ökonomischen Effekte der entwickelten kreislaufgerechten Konstruktionen mit Hilfe von Lebenszyklusanalysen statt. Die Betrachtung von innovativen Wirtschaftskonzepten wie Leasing- oder Sharingmmodellen aus der Circular Economy bildet einen Blick in die Zukunft des modernen Holzbaus. | Prof. Dr. Klaus Richter Tel.: +49 89 2180 6421 richter@hfm.tum.de Technische Universität München - Holzforschung München - Lehrstuhl für Holzwissenschaft Winzererstr. 45 80797 München | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2221HV037B | Verbundvorhaben: Entwicklung und Bewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit; Teilvorhaben 2: Entwickl. von Kriterien für die Planung kreislaufgerechter Holzbauten in Tafelbauweise auf Gebäude- und Nutzungsebene - Akronym: TUandM | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit. Die Projektziele werden durch ein interdisziplinäres Konsortium in Zusammenarbeit mit zwei Industriepartnern der Holzbaubranche bearbeitet. Auf Gebäudeebene werden die Potentiale der kreislaufgerechten Konstruktion als Beitrag zum anpassungsfähigen und nutzungsflexiblen Holzbau ermittelt. Auf baukonstruktiver, d. h. Bauteilebene, erfolgt die Entwicklung und Optimierung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen, unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung (d. h. Wand-, Dach-, Deckenelement). Bei der technischen Entwicklung werden in der Anbindung zur Gebäudeebene die Verbindungen zwischen Bauteilen mit dem Ziel der Demontierbarkeit betrachtet. Nach unten ist die Trennbarkeit der Bauteile bis auf Materialebene als Ziel definiert. Auf Materialebene wird die Kaskadennutzung als zentrales Element der Kreislaufwirtschaft aufgegriffen. Die Charakterisierung der Verwertungsoptionen des Gebrauchtholzes auf Materialebene trägt dazu bei, dass das Gebrauchtholz nach dem Rückbau der kreislaufgerechten Konstruktion auch tatsächlich einer hochwertigen Kaskadennutzung zugeführt werden kann und stellt damit eine wichtige, interne Validierung der technischen Entwicklungen dar. Gleichzeitig ergibt sich daraus die notwendige Einbindung digitaler Technologien zur Entwicklung eines digitalen Materialpasses für die Dokumentation und Nachverfolgbarkeit von Bauteilen, Verbindungen und Rückbauoptionen. Neben der technischen und materialwissenschaftlichen Bewertung findet eine Evaluierung der ökologischen und ökonomischen Effekte der entwickelten kreislaufgerechten Konstruktionen mit Hilfe von Lebenszyklusanalysen statt. Die Betrachtung von innovativen Wirtschaftskonzepten wie Leasing- oder Sharingmodellen aus der Circular Economy bildet einen Blick in die Zukunft des modernen Holzbaus. | Prof. Stephan Birk Tel.: +49 8928925493 s.birk@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Architektur - Institut für Entwerfen und Bautechnik - FG Holzbau Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2221HV037C | Verbundvorhaben: Entwicklung und Bewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit; Teilvorhaben 3: Entwicklung und Pilotumsetzung von kreislaufgerechten Holzbaukonstruktionen im Fertighausbau - Akronym: TUandM | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit. Die Projektziele werden durch ein interdisziplinäres Konsortium in Zusammenarbeit mit zwei Industriepartnern der Holzbaubranche bearbeitet. Auf Gebäudeebene werden die Potentiale der kreislaufgerechten Konstruktion als Beitrag zum anpassungsfähigen und nutzungsflexiblen Holzbau ermittelt. Auf baukonstruktiver, d. h. Bauteilebene, erfolgt die Entwicklung und Optimierung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen, unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung (d. h. Wand-, Dach-, Deckenelement). Bei der technischen Entwicklung werden in der Anbindung zur Gebäudeebene die Verbindungen zwischen Bauteilen mit dem Ziel der Demontierbarkeit betrachtet. Nach unten ist die Trennbarkeit der Bauteile bis auf Materialebene als Ziel definiert. Auf Materialebene wird die Kaskadennutzung als zentrales Element der Kreislaufwirtschaft aufgegriffen. Die Charakterisierung der Verwertungsoptionen des Gebrauchtholzes auf Materialebene trägt dazu bei, dass das Gebrauchtholz nach dem Rückbau der kreislaufgerechten Konstruktion auch tatsächlich einer hochwertigen Kaskadennutzung zugeführt werden kann und stellt damit eine wichtige, interne Validierung der technischen Entwicklungen dar. Gleichzeitig ergibt sich daraus die notwendige Einbindung digitaler Technologien zur Entwicklung eines digitalen Materialpasses für die Dokumentation und Nachverfolgbarkeit von Bauteilen, Verbindungen und Rückbauoptionen. Neben der technischen und materialwissenschaftlichen Bewertung findet eine Evaluierung der ökologischen und ökonomischen Effekte der entwickelten kreislaufgerechten Konstruktionen mit Hilfe von Lebenszyklusanalysen statt. Die Betrachtung von innovativen Wirtschaftskonzepten wie Leasing- oder Sharingmmodellen aus der Circular Economy bildet einen Blick in die Zukunft des modernen Holzbaus. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 89 289 22417 winter@tum.de Technische Universität München - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2221HV037D | Verbundvorhaben: Entwicklung und Bewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit; Teilvorhaben 4: Entwicklung eines blockchainbasierten Materialpasses - Akronym: TUandM | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit. Die Projektziele werden durch ein interdisziplinäres Konsortium in Zusammenarbeit mit zwei Industriepartnern der Holzbaubranche bearbeitet. Auf Gebäudeebene werden die Potentiale der kreislaufgerechten Konstruktion als Beitrag zum anpassungsfähigen und nutzungsflexiblen Holzbau ermittelt. Auf baukonstruktiver, d. h. Bauteilebene, erfolgt die Entwicklung und Optimierung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen, unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung (d. h. Wand-, Dach-, Deckenelement). Bei der technischen Entwicklung werden in der Anbindung zur Gebäudeebene die Verbindungen zwischen Bauteilen mit dem Ziel der Demontierbarkeit betrachtet. Nach unten ist die Trennbarkeit der Bauteile bis auf Materialebene als Ziel definiert. Auf Materialebene wird die Kaskadennutzung als zentrales Element der Kreislaufwirtschaft aufgegriffen. Die Charakterisierung der Verwertungsoptionen des Gebrauchtholzes auf Materialebene trägt dazu bei, dass das Gebrauchtholz nach dem Rückbau der kreislaufgerechten Konstruktion auch tatsächlich einer hochwertigen Kaskadennutzung zugeführt werden kann und stellt damit eine wichtige, interne Validierung der technischen Entwicklungen dar. Gleichzeitig ergibt sich daraus die notwendige Einbindung digitaler Technologien zur Entwicklung eines digitalen Materialpasses für die Dokumentation und Nachverfolgbarkeit von Bauteilen, Verbindungen und Rückbauoptionen. Neben der technischen und materialwissenschaftlichen Bewertung findet eine Evaluierung der ökologischen und ökonomischen Effekte der entwickelten kreislaufgerechten Konstruktionen mit Hilfe von Lebenszyklusanalysen statt. Die Betrachtung von innovativen Wirtschaftskonzepten wie Leasing- oder Sharingmmodellen aus der Circular Economy bildet einen Blick in die Zukunft des modernen Holzbaus. | Prof. Dr.-Ing. Frank Petzold Tel.: +49 89 289 22172 petzold@tum.de Technische Universität München - Fakultät für Architektur - Lehrstuhl für Architekturinformatik Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.01.2023 | 31.12.2025 | 2221HV037E | Verbundvorhaben: Entwicklung und Bewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit; Teilvorhaben 5: Nachhaltigkeitsbewertung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen - Akronym: TUandM | Das Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen unter der Prämisse einer technischen, ökonomischen und ökologischen Realisierbarkeit. Die Projektziele werden durch ein interdisziplinäres Konsortium in Zusammenarbeit mit zwei Industriepartnern der Holzbaubranche bearbeitet. Auf Gebäudeebene werden die Potentiale der kreislaufgerechten Konstruktion als Beitrag zum anpassungsfähigen und nutzungsflexiblen Holzbau ermittelt. Auf baukonstruktiver, d. h. Bauteilebene, erfolgt die Entwicklung und Optimierung von kreislaufgerechten Holztafelbaukonstruktionen, unter Berücksichtigung der jeweiligen Anwendung (d. h. Wand-, Dach-, Deckenelement). Bei der technischen Entwicklung werden in der Anbindung zur Gebäudeebene die Verbindungen zwischen Bauteilen mit dem Ziel der Demontierbarkeit betrachtet. Nach unten ist die Trennbarkeit der Bauteile bis auf Materialebene als Ziel definiert. Auf Materialebene wird die Kaskadennutzung als zentrales Element der Kreislaufwirtschaft aufgegriffen. Die Charakterisierung der Verwertungsoptionen des Gebrauchtholzes auf Materialebene trägt dazu bei, dass das Gebrauchtholz nach dem Rückbau der kreislaufgerechten Konstruktion auch tatsächlich einer hochwertigen Kaskadennutzung zugeführt werden kann und stellt damit eine wichtige, interne Validierung der technischen Entwicklungen dar. Gleichzeitig ergibt sich daraus die notwendige Einbindung digitaler Technologien zur Entwicklung eines digitalen Materialpasses für die Dokumentation und Nachverfolgbarkeit von Bauteilen, Verbindungen und Rückbauoptionen. Neben der technischen und materialwissenschaftlichen Bewertung findet eine Evaluierung der ökologischen und ökonomischen Effekte der entwickelten kreislaufgerechten Konstruktionen mit Hilfe von Lebenszyklusanalysen statt. Die Betrachtung von innovativen Wirtschaftskonzepten wie Leasing- oder Sharingmmodellen aus der Circular Economy bildet einen Blick in die Zukunft des modernen Holzbaus. | Prof. Dr. Magnus Fröhling Tel.: +49 9421 187-190 magnus.froehling@tum.de Technische Universität München - Campus Straubing für Biotechnologie und Nachhaltigkeit - Professur Circular Economy Am Essigberg 3 94315 Straubing | ||
| 15.10.2022 | 14.10.2025 | 2221HV038B | Verbundvorhaben: Herstellung stofflich vollständig recyclebarer Filter und Dämmstoffe aus Aerogelen aus Altholz; Teilvorhaben 2: Herstellung und Charakterisierung der Aerogele sowie der daraus hergestellten Produkte, Recycling der Aerogele - Akronym: AltholzAerogel | Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung von Verfahren zur Herstellung von Aerogelen mittels aus Altholz gewonnener Rohstoffe (Cellulose, Lignin, Hemicellulose). Aus den Aerogelen werden Dämmstoffe und/oder schadstoffabsorbierende Filter hergestellt, aus denen nach Ende der Gebrauchsdauer wieder die genannten Rohstoffe gewonnen werden können (Design for Recycling). Funktionstüchtige Verfahren sollen dafür so weit entwickelt werden, dass Demonstratoren im Labor hergestellt und deren Eigenschaften untersucht werden können (TRL 4). Zusätzlich werden beispielhaft weitere Varianten aus nachwachsenden Rohstoffen, im Folgenden NaWaRos genannt, aufgezeigt. Diese Stoffe können auch aus Abfällen oder Produktionsresten verschiedener Herstellungsverfahren gewonnen werden. Ein erstes Ziel des Projektes ist es zunächst, diejenigen Rohstoffe zu finden, die sich für eine wirtschaftliche Herstellung von Aerogelen mit vermarktungsfähigen Eigenschaften am besten eignen. Anschließend sind die entsprechenden Herstellungsverfahren auf die Verwendung dieser Rohstoffe anzupassen. Verfahren werden entwickelt, um aus diesen Aerogelen nach Gebrauch wieder die Rohstoffe zu erzeugen, die zu deren Produktion verwendet wurden, z.B. Cellulose oder Lignin. Dabei ist darauf zu achten, dass keine durch Filterung oder Sekundärkontamination adsorbierten Stoffe im neuen Produkt verbleiben. Die Entwicklung der Herstellverfahren erfolgt zunächst an frischen Grundmaterialien. Zu einem späteren Zeitpunkt werden die Verfahren dann auf Ihre Eignung zur Verwendung der vom WKI gelieferten, aus den Abfällen gewonnen Rohstoffe geprüft. | Dr. Pascal Vöpel Tel.: +49 2203 601-2843 pascal.voepel@dlr.de Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. - Institut für Werkstoff-Forschung Linder Höhe 51147 Köln | ||
| 01.02.2023 | 31.01.2025 | 2221HV051X | Digitale Vermittlung von Lehrinhalten zur Nachhaltigkeit im Bauwesen - Akronym: DiNaBau | Das Ziel des beantragten Förderprojektes ist die netzwerkbezogene Erarbeitung und Nutzung von universitären und außeruniversitären Lehrmaterialien zu nachhaltigen Prozessen und Produkten auf Basis von nachwachsenden Rohstoffen innerhalb der Baukonstruktion, Bauplanung und Bauausführung, die erstmalig und umfangreich, gebäudebezogen und praxisnah mit Hilfe des Building Information Modeling (BIM)-Methode aufgearbeitet und in frei verfügbaren Formaten als "open educational resources" (OER) zur Verfügung gestellt werden. Erarbeitet werden die Lehrmaterialien und -konzepte durch zwei Institute der Fakultät Bauingenieurwesen an der TU Dresden, die das nachhaltige Planen und Bauen im Grund- und Vertiefungsstudium entsprechend ihrer Fachdisziplinen – Baukonstruktion und Baubetrieb – weitreichend und disziplinübergreifend in der Lehre verankern werden. Dazu werden digitale Lehrmethoden zur Wissensvermittlung mit Hilfe von BIM entwickelt. Die Erarbeitung der Lehrinhalte erfolgt im engen inneruniversitären Austausch aber auch insbesondere in Zusammenarbeit mit dem projektbegleitenden Fachnetzwerk aus Firmen und Verbänden. Darüber hinaus werden auf Basis der erarbeiteten neuen Lehrinhalte zielgruppenabhängig weitere außeruniversitäre Bildungsangebote ausgearbeitet mit dem Ziel, das erworbene Wissen vielfältig im Sinne eines weiten Wissentransfers zu nutzen. Das zur Verfügung stellen der Lehrinhalte als OER-Produkte ist in diesem Zusammenhang eine wesentliche Säule im Wissentransfer. | Dr. Michael Engelmann Tel.: +49 351 463-35007 michael.engelmann@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Bauingenieurwesen - Institut für Baukonstruktion August-Bebel-Str. 30 01219 Dresden | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV057A | Verbundvorhaben: Timber Earth Slab; Teilvorhaben 1: Auslegung und Validierung des Deckensystems unter statischen, fabrikationstechnischen, ökologischen, bauphysikalischen, architektonischen sowie schall- und brandschutztechnischen Gesichtspunkten - Akronym: TES-HV | Im Rahmen des Forschungsvorhabens Timber Earth Slab (T.E.S.) schließen sich Branchenexperten aus der Industrie aus den Bereichen Holzbau und Lehmbau mit Professuren der TU München aus den Disziplinen Digitaler Fertigung, Holzbau und Baukonstruktion, Klimadesign und Architektur zusammen, um im mehrgeschossigen Holzbau einen grundlegenden Beitrag hin zum CO2-neutralen Bauen anzustoßen: T.E.S., eine industriell gefertigte Net-Zero Holz-Lehm-Decke. Geschossdecken sind eine zentrale Komponente für das Erreichen der CO2-Neutralität im mehrgeschossigen Holzbau mit sehr hohen Anforderungen an den Brandschutz, thermischer Masse und Schallschutz. T.E.S. kombiniert computergestütztes Design, robotisch gestützte Fertigung und Materialtechnologie, um eine neue innovative Lösung für die industrielle Fertigung eines ressourceneffizienten und funktionsintegrierten Deckensystems aus Holz und Lehm zu erforschen, das alle strukturellen und bautechnischen Anforderungen für den mehrgeschossigen Holzbau erfüllt, außerdem CO2-neutral hergestellt werden kann und vollständig rezyklierbar ist. Mithilfe der Materialtechnologie des ETH-Spinoffs Oxara, mit der Lehm mit geringem Wasseranteil fließfähig gemacht und vergossen werden kann, und robotischer Fertigungstechnologie, die die maßgeschneiderte Herstellung einer auf den Fließlehm abgestimmten feingliedrigen Holzkonstruktion ermöglicht, verspricht T.E.S. ein hybrides Deckensystem, welches die Stärken beider Materialien ideal kombinieren lässt: Durch die guten statischen Eigenschaften von Holz in Kombination mit den positiven Eigenschaften des Lehms hinsichtlich thermischer Masse, der Möglichkeiten zur thermischen Aktivierung, Brandschutz und Schallschutz können mit T.E.S. Nachhaltigkeit, Performativität und Kosteneffizienz in einer Deckenkonstruktion zusammengebracht werden. | Prof. Dr. Kathrin Dörfler Tel.: +49 89 289-28676 doerfler@tum.de Technische Universität München (TUM) TT Professur Digitale Fabrikation Department of Architecture School of Engineering and Design Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV057B | Verbundvorhaben: Timber Earth Slab; Teilvorhaben 2: Implementierung und Industrietransfer des Systems im industriellen Holzbau, Systementwicklung inkl. Anschlüssen und Stößen - Akronym: TES-HV | Im Rahmen des Forschungsvorhabens Timber Earth Slab (T.E.S.) schließen sich Branchenexperten aus der Industrie aus den Bereichen Holzbau und Lehmbau mit Professuren der TU München aus den Disziplinen Digitaler Fertigung, Holzbau und Baukonstruktion, Klimadesign und Architektur zusammen, um im mehrgeschossigen Holzbau einen grundlegenden Beitrag hin zum CO2-neutralen Bauen anzustoßen: T.E.S., eine industriell gefertigte Net-Zero Holz-Lehm-Decke. Geschossdecken sind eine zentrale Komponente für das Erreichen der CO2-Neutralität im mehrgeschossigen Holzbau mit sehr hohen Anforderungen an den Brandschutz, thermischer Masse und Schallschutz. T.E.S. kombiniert computergestütztes Design, robotisch gestützte Fertigung und Materialtechnologie, um eine neue innovative Lösung für die industrielle Fertigung eines ressourceneffizienten und funktionsintegrierten Deckensystems aus Holz und Lehm zu erforschen, das alle strukturellen und bautechnischen Anforderungen für den mehrgeschossigen Holzbau erfüllt, außerdem CO2-neutral hergestellt werden kann und vollständig rezyklierbar ist. Mithilfe der Materialtechnologie des ETH-Spinoffs Oxara, mit der Lehm mit geringem Wasseranteil fließfähig gemacht und vergossen werden kann, und robotischer Fertigungstechnologie, die die maßgeschneiderte Herstellung einer auf den Fließlehm abgestimmten feingliedrigen Holzkonstruktion ermöglicht, verspricht T.E.S. ein hybrides Deckensystem, welches die Stärken beider Materialien ideal kombinieren lässt: Durch die guten statischen Eigenschaften von Holz in Kombination mit den positiven Eigenschaften des Lehms hinsichtlich thermischer Masse, der Möglichkeiten zur thermischen Aktivierung, Brandschutz und Schallschutz können mit T.E.S. Nachhaltigkeit, Performativität und Kosteneffizienz in einer Deckenkonstruktion zusammengebracht werden. | Dominik Wowra Tel.: +49 172 1340198 dominik.wowra@muellerblaustein.de müllerblaustein HolzBauWerke GmbH Pappelauer Str. 51 89134 Blaustein | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV057C | Verbundvorhaben: Timber Earth Slab; Teilvorhaben 3: Entwicklung des digitalen Fertigungsprozesses für die Holzkonstruktion BSP-leicht - Akronym: TES-HV | Im Rahmen des Forschungsvorhabens Timber Earth Slab (T.E.S.) schließen sich Branchenexperten aus der Industrie aus den Bereichen Holzbau und Lehmbau mit Professuren der TU München aus den Disziplinen Digitaler Fertigung, Holzbau und Baukonstruktion, Klimadesign und Architektur zusammen, um im mehrgeschossigen Holzbau einen grundlegenden Beitrag hin zum CO2-neutralen Bauen anzustoßen: T.E.S., eine industriell gefertigte Net-Zero Holz-Lehm-Decke. Geschossdecken sind eine zentrale Komponente für das Erreichen der CO2-Neutralität im mehrgeschossigen Holzbau mit sehr hohen Anforderungen an den Brandschutz, thermischer Masse und Schallschutz. T.E.S. kombiniert computergestütztes Design, robotisch gestützte Fertigung und Materialtechnologie, um eine neue innovative Lösung für die industrielle Fertigung eines ressourceneffizienten und funktionsintegrierten Deckensystems aus Holz und Lehm zu erforschen, das alle strukturellen und bautechnischen Anforderungen für den mehrgeschossigen Holzbau erfüllt, außerdem CO2-neutral hergestellt werden kann und vollständig rezyklierbar ist. Mithilfe der Materialtechnologie des ETH-Spinoffs Oxara, mit der Lehm mit geringem Wasseranteil fließfähig gemacht und vergossen werden kann, und robotischer Fertigungstechnologie, die die maßgeschneiderte Herstellung einer auf den Fließlehm abgestimmten feingliedrigen Holzkonstruktion ermöglicht, verspricht T.E.S. ein hybrides Deckensystem, welches die Stärken beider Materialien ideal kombinieren lässt: Durch die guten statischen Eigenschaften von Holz in Kombination mit den positiven Eigenschaften des Lehms hinsichtlich thermischer Masse, der Möglichkeiten zur thermischen Aktivierung, Brandschutz und Schallschutz können mit T.E.S. Nachhaltigkeit, Performativität und Kosteneffizienz in einer Deckenkonstruktion zusammengebracht werden. | Bettina Baggenstos Tel.: +41 79 741 21 73 bettina.baggenstos@blumer-lehmann.ch Blumer-Lehmann GmbH Industriestr. 4 36137 Großenlüder | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV057D | Verbundvorhaben: Timber Earth Slab; Teilvorhaben 4: Industrielle Produktion des Misch-, Transport-, und Gießverfahrens, Trocknung, Transport - Akronym: TES-HV | Im Rahmen des Forschungsvorhabens Timber Earth Slab (T.E.S.) schließen sich Branchenexperten aus der Industrie aus den Bereichen Holzbau und Lehmbau mit Professuren der TU München aus den Disziplinen Digitaler Fertigung, Holzbau und Baukonstruktion, Klimadesign und Architektur zusammen, um im mehrgeschossigen Holzbau einen grundlegenden Beitrag hin zum CO2-neutralen Bauen anzustoßen: T.E.S., eine industriell gefertigte Net-Zero Holz-Lehm-Decke. Geschossdecken sind eine zentrale Komponente für das Erreichen der CO2-Neutralität im mehrgeschossigen Holzbau mit sehr hohen Anforderungen an den Brandschutz, thermischer Masse und Schallschutz. T.E.S. kombiniert computergestütztes Design, robotisch gestützte Fertigung und Materialtechnologie, um eine neue innovative Lösung für die industrielle Fertigung eines ressourceneffizienten und funktionsintegrierten Deckensystems aus Holz und Lehm zu erforschen, das alle strukturellen und bautechnischen Anforderungen für den mehrgeschossigen Holzbau erfüllt, außerdem CO2-neutral hergestellt werden kann und vollständig rezyklierbar ist. Mithilfe der Materialtechnologie des ETH-Spinoffs Oxara, mit der Lehm mit geringem Wasseranteil fließfähig gemacht und vergossen werden kann, und robotischer Fertigungstechnologie, die die maßgeschneiderte Herstellung einer auf den Fließlehm abgestimmten feingliedrigen Holzkonstruktion ermöglicht, verspricht T.E.S. ein hybrides Deckensystem, welches die Stärken beider Materialien ideal kombinieren lässt: Durch die guten statischen Eigenschaften von Holz in Kombination mit den positiven Eigenschaften des Lehms hinsichtlich thermischer Masse, der Möglichkeiten zur thermischen Aktivierung, Brandschutz und Schallschutz können mit T.E.S. Nachhaltigkeit, Performativität und Kosteneffizienz in einer Deckenkonstruktion zusammengebracht werden | Dr.-Ing. Matthias Heigl Tel.: +49 8762 733-192 matthias.heigl@leipfinger-bader.de Leipfinger-Bader GmbH Ziegeleistr. 15 84172 Buch a. Erlbach | ||
| 01.07.2023 | 30.06.2026 | 2221HV059A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines unterzugfreien Massivholz-Deckensystems für eine flexible Grundrissgestaltung im mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 1: Experimentelle und analytische Untersuchungen zum Tragverhalten des Massivholz-Deckensystems - Akronym: SlimWood | Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines unterzugfreien Massivholz- Deckensystems für Geschossbauten, welches sich baukonstruktiv und technologisch deutlich von bestehenden Lösungen abhebt. Konstruktive Grenzen von herkömmlichen Holz- oder Holzverbunddecken werden aufgehoben, indem eine weitgespannte und gestalterisch variable Massivholzdecke mit hohem Vorfertigungsgrad, effizienter Fügetechnik und Qualitätskontrolle entsteht. Das zu entwickelnde Deckensystem wird als hybride Tragstruktur aus Brettsperrholz-Elementen im Verbund mit einer dünnen Stahllamelle eine leistungsfähige Tragwirkung erreichen. Die kreuzweise verleimten Brettsperrholzelemente bilden dabei eine leichte und zugleich sehr tragfähige Deckenplatte. Sie werden auf Flachstahllamellen aufgelegt, die von Stütze zu Stütze spannen. Der Verbund zwischen Holz und Flachstahllamellen wird durch eine innovative Verbundzone aus metallischen Verbundmitteln und einer diskreten Vergusszone hergestellt. Es entsteht somit eine schlanke Massivholzdecke mit deckengleichen Stahlverbund-Tragstreifen zwischen den Stützen. Die Konstruktion kann frei zwischen Stützen spannen und eliminiert so die gestalterischen Grenzen des Holzbaus deutlich. Das Ziel des Teilvorhabens 1 ist die experimentelle Untersuchung der Verbundeigenschaften und die Entwicklung einer effizienten Kombination aus Vergussmedium und Fugendesign. Aufbauend auf den experimentellen Ergebnissen wird ein analytischer Berechnungsansatz für den innovativen Verbundquerschnitt abgeleitet und mit Hilfe numerischer Simulation verifiziert. | Prof. Dr.-Ing. Kay-Uwe Schober Tel.: +49 151 15606214 schober@is-mainz.com Hochschule Mainz - Institute of Innovative Structures Holzstr. 36 55116 Mainz | ||
| 01.07.2023 | 30.06.2026 | 2221HV059B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines unterzugfreien Massivholz-Deckensystems für eine flexible Grundrissgestaltung im mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 2: Untersuchungen zur Verbundzone mit Topologieoptimierung für die Serienfertigung - Akronym: SlimWood | Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines unterzugfreien Massivholz-Deckensystems für Geschossbauten, welches sich baukonstruktiv und technologisch deutlich von bestehenden Lösungen abhebt. Konstruktive Grenzen von herkömmlichen Holz- oder Holzverbunddecken werden aufgehoben, indem eine weitgespannte und gestalterisch variable Massivholzdecke mit hohem Vorfertigungsgrad, effizienter Fügetechnik und Qualitätskontrolle entsteht. Die Tragstruktur des Deckensystems setzt sich aus einer Brettsperrholzdruckzone im Verbund mit einer Metalllamelle als Zugzone zusammen. Die somit unterzugslose Konstruktion kann frei zwischen Stützen spannen und verschiebt so die gestalterischen Grenzen. Der Verbund zwischen Holz und Metall wird durch eine innovative Verbundzone aus metallischen Verbundmitteln und einer diskreten Vergusszone hergestellt. Ziel des Teilvorhabens 2 ist die praxisgerechte Entwicklung und Verifikation der Verbundmittel für das Massivholz-Deckensystem, deren Einfluss auf die Tragwirkung sowie die Erarbeitung eines Systemkatalogs und der zugehörigen Detaillösungen. Neben einer effizienten Verbundwirkung soll das Verbundmittel mit marktüblichen Werkzeugen verarbeitet werden können, um einen flächendeckenden Einsatz zu ermöglichen. Neben ökonomischen Vorteilen kann der anteilige Stahlbau somit lokal durch eine Vielzahl von verarbeitenden Unternehmen gefertigt werden. Lange Transportwege entfallen und ein ressourcenschonendes, nachhaltiges Bauen ist möglich. | Gerhard Krummel Tel.: +49 56916 1499-00 gkrummel@stewecon.de Stewecon GmbH Fritz-Monka-Str. 6 34454 Bad Arolsen | ||
| 01.07.2023 | 30.06.2026 | 2221HV059C | Verbundvorhaben: Entwicklung eines unterzugfreien Massivholz-Deckensystems für eine flexible Grundrissgestaltung im mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 3: Numerische Untersuchungen zum Verbund- und Gesamttragverhalten - Akronym: SlimWood | Das Ziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines unterzugfreien Massivholz-Deckensystems für Geschossbauten, welches sich baukonstruktiv und technologisch deutlich von bestehenden Lösungen abhebt. Konstruktive Grenzen von herkömmlichen Holz- oder Holzverbunddecken werden aufgehoben, indem eine weitgespannte und gestalterisch variable Massivholzdecke mit hohem Vorfertigungsgrad, effizienter Fügetechnik und Qualitätskontrolle entsteht. Das zu entwickelnde Deckensystem wird als hybride Tragstruktur aus Brettsperrholz-Elementen im Verbund mit einer dünnen Stahllamelle eine leistungsfähige Tragwirkung erreichen. Die kreuzweise verleimten Brettsperrholzelemente bilden dabei eine leichte und zugleich sehr tragfähige Deckenplatte. Sie werden auf Flachstahllamellen aufgelegt, die von Stütze zu Stütze spannen. Der Verbund zwischen Holz und Flachstahllamellen wird durch eine innovative Verbundzone aus metallischen Verbundmitteln und einer diskreten Vergusszone hergestellt. Es entsteht somit eine schlanke Massivholzdecke mit deckengleichen Stahlverbund-Tragstreifen zwischen den Stützen. Die Konstruktion kann frei zwischen Stützen spannen und eliminiert so die gestalterischen Grenzen des Holzbaus deutlich. Ziel des Teilvorhabens 3 ist die Analyse des Trag- und Verbundverhaltens an einem numerischen Modell des Deckensystems. Neben der Implifikation der Materialeigenschaften des Vergussmediums wird mit Hilfe des numerischen Modells die biaxiale Tragwirkung der Verbundfuge in Abhängigkeit des Verbundmittels optimiert. Dabei wird sowohl das Tragverhalten in Quer- als auch in Längsrichtung unter flexibler Orientierung der Brettsperrholzelemente analysiert. Aus den gewonnenen Erkenntnissen wird ein Berechnungskonzept für die Praxis abgeleitet. | Dr.-Ing. Aristidis Iliopoulos Tel.: +49 56916 1499-00 statik@stewecon.de Krummel GmbH Alrafter Str. 11 34513 Waldeck | ||
| 15.03.2023 | 14.03.2025 | 2221HV066A | Verbundvorhaben: Vorgefertigte, multifunktionale Holz-Beton-Verbunddecken für den mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 1: Erarbeitung des Deckenaufbaus sowie des Fertigungsverfahrens - Akronym: MultiHoton | Gegenstand des Förderprojektes ist die Entwicklung vorgefertigter Holz/Beton-Verbunddeckenbauteile. In neuentwickelten Fertigungsverfahren sollen funktionalisierte Deckenbauteile hergestellt werden, die die Vorteile von Beton und Holz im mehrgeschossigen Deckenbau miteinander verbinden. Dabei soll eine Betonplatte auf Holzbalken aufgelagert werden. Durch weitgehende Automatisierung der Produktion wird die Wirtschaftlichkeit des Verbundsystems gesteigert. Innerhalb der vorgefertigten Deckenelemente soll die Integration der Haustechnik über den Einbau geeigneter Leitungen und Rohre bereits vorbereitet werden. Im Rahmen des Entwicklungsprojekts werden zwei Ansätze verfolgt: 1. Separate Herstellung von Betonteilen und Holzbalken. Bei diesem Ansatz erfolgt die Verbindung zwischen Betonplatte und Holzbalken in einer anderen Umgebung als die Betonage. 2. Herstellung von Betonplatte und Holzbalken in einem Schritt. Bei diesem Ansatz wird ein hochflexibler Fertigungstisch entwickelt, der gleichzeitig als Holzfixierung und Betonverschalung dient. | Dipl.-Ing. Thomas Friedrich Tel.: +49 6531 9682-13 th.friedrich@innogration.de Innogration GmbH Cusanusstr. 23 54470 Bernkastel-Kues | ||
| 15.03.2023 | 14.03.2025 | 2221HV066B | Verbundvorhaben: Vorgefertigte, multifunktionale Holz-Beton-Verbunddecken für den mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 2: Erarbeitung des Deckenaufbaus von Holzseite, Funktionalisierung der Holzkomponenten sowie Verfahrensentwicklung - Akronym: MultiHoton | Gegenstand des Förderprojektes ist die Entwicklung vorgefertigter Holz/Beton-Verbunddeckenbauteile. In neuentwickelten Fertigungsverfahren sollen funktionalisierte Deckenbauteile hergestellt werden, die die Vorteile von Beton und Holz im mehrgeschossigen Deckenbau miteinander verbinden. Dabei soll eine Betonplatte auf Holzbalken aufgelagert werden. Durch weitgehende Automatisierung der Produktion wird die Wirtschaftlichkeit des Verbundsystems gesteigert. Innerhalb der vorgefertigten Deckenelemente soll die Integration der Haustechnik über den Einbau geeigneter Leitungen und Rohre bereits vorbereitet werden. Im Rahmen des Entwicklungsprojekts werden zwei Ansätze verfolgt: 1. Separate Herstellung von Betonteilen und Holzbalken. Bei diesem Ansatz erfolgt die Verbindung zwischen Betonplatte und Holzbalken in einer anderen Umgebung als die Betonage. 2. Herstellung von Betonplatte und Holzbalken in einem Schritt. Bei diesem Ansatz wird ein hochflexibler Fertigungstisch entwickelt, der gleichzeitig als Holzfixierung und Betonverschalung dient. | Madeleine Peterson-Oster Tel.: +49 6531 5004-0 m.oster@osterdach.de Oster Dach + Holzbau GmbH Moselbahnstr. 16 54470 Bernkastel-Kues | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2025 | 2221HV069A | Verbundvorhaben: Erstellung eines Leitfadens zum Bauen mehrgeschossiger Gebäude mit Holz unter expliziter Berücksichtigung von Windlasten; Teilvorhaben 1: Projektkoordination, experimentelle und numerische Untersuchungen zum Schwingungsverhalten - Akronym: LeiWind | Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Leitfadens zur Realisierung hoher Gebäude aus Holz. Konkret soll die Fragestellung der Sicherung der Gebrauchstauglichkeit infolge von Windlasten als äußere dynamische Einwirkungen auf hohe Gebäude aus Holz betrachtet werden. Im Rahmen des zu entwickelnden Leitfadens werden Bauwerke und Bestandteile (Fassadenelemente, Befestigungen, Verbindungen) des mehrgeschossigen Bauens mit Holz schwingungstechnisch geprüft, analysiert und bewertet. Die Gesamtsteifigkeit des mehrgeschossigen Bauwerks ist maßgeblich von Steifigkeiten der Einzelbestandteile abhängig. Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens wird ein entscheidender Beitrag zur Weiterentwicklung der Sicherheit von nachhaltigen Baustrukturen hinsichtlich ihrer Schwingungsanfälligkeit und Gebrauchstauglichkeit im Zuge von Planung und Umsetzung mehrgeschossiger Gebäude in Holzbauweise geleistet. | Prof. Dr. Libo Yan Tel.: +49 531 120496-14 libo.yan@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2025 | 2221HV069B | Verbundvorhaben: Erstellung eines Leitfadens zum Bauen mehrgeschossiger Gebäude mit Holz unter expliziter Berücksichtigung von Windlasten; Teilvorhaben 2: Schwingungsanalyse und -extrapolation - Akronym: LeiWind | Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Leitfadens zur Realisierung hoher Gebäude aus Holz. Konkret soll die Fragestellung der Sicherung der Gebrauchstauglichkeit infolge von Windlasten als äußere dynamische Einwirkungen auf hohe Gebäude aus Holz betrachtet werden. Im Rahmen des zu entwickelnden Leitfadens werden Bauwerke und Bestandteile (Fassadenelemente, Befestigungen, Verbindungen) des mehrgeschossigen Bauens mit Holz schwingungstechnisch geprüft, analysiert und bewertet. Die Gesamtsteifigkeit des mehrgeschossigen Bauwerks ist maßgeblich von Steifigkeiten der Einzelbestandteile abhängig. Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens wird ein entscheidender Beitrag zur Weiterentwicklung der Sicherheit von nachhaltigen Baustrukturen hinsichtlich ihrer Schwingungsanfälligkeit und Gebrauchstauglichkeit im Zuge von Planung und Umsetzung mehrgeschossiger Gebäude in Holzbauweise geleistet. | Jun. Prof. Dr. Libo Yan Tel.: +49 531 22077-25 l.yan@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 3 - Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften - Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz - FG Baustoffe Hopfengarten 20 38102 Braunschweig | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2025 | 2221HV069C | Verbundvorhaben: Erstellung eines Leitfadens zum Bauen mehrgeschossiger Gebäude mit Holz unter expliziter Berücksichtigung von Windlasten; Teilvorhaben 3: Messung, numerische Simulation und Validierung - Akronym: LeiWind | Das Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Leitfadens zur Realisierung hoher Gebäude aus Holz. Konkret soll die Fragestellung der Sicherung der Gebrauchstauglichkeit infolge von Windlasten als äußere dynamische Einwirkungen auf hohe Gebäude aus Holz betrachtet werden. Im Rahmen des zu entwickelnden Leitfadens werden Bauwerke und Bestandteile (Fassadenelemente, Befestigungen, Verbindungen) des mehrgeschossigen Bauens mit Holz schwingungstechnisch geprüft, analysiert und bewertet. Die Gesamtsteifigkeit des mehrgeschossigen Bauwerks ist maßgeblich von Steifigkeiten der Einzelbestandteile abhängig. Mit den Ergebnissen des Forschungsvorhabens wird ein entscheidender Beitrag zur Weiterentwicklung der Sicherheit von nachhaltigen Baustrukturen hinsichtlich ihrer Schwingungsanfälligkeit und Gebrauchstauglichkeit im Zuge von Planung und Umsetzung mehrgeschossiger Gebäude in Holzbauweise geleistet. | Dr. Sören Keuchel Tel.: +4940300870-30 keuchel@novicos.de Novicos GmbH Veritaskai 8 21079 Hamburg | ||
| 01.08.2023 | 31.07.2026 | 2221HV071A | Verbundvorhaben: Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit; Teilvorhaben 1: Erforschung von Bauteilen und Anschlüssen - Akronym: HolzSysteMe | Der bisher geringe Marktanteil mehrgeschossiger Holzbauten kann vergrößert werden, wenn neben dem Abbau bauordnungsrechtlicher Hemmnisse die Planung und Ausführung effizienter erfolgen. Im Forschungsvorhaben "Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit" sollen Systemlösungen für Bauteile und Verbindungen erarbeitet werden, indem vielfach wiederkehrende Bauteile und Anschlüsse typisiert werden. Hierdurch werden technisch ausgereifte, wirtschaftliche und einfach berechenbare Konstruktionen ermöglicht. Typisierte Systemlösungen heben sich von bereits vorhandenen Muster- und Leitdetails durch die systematische Betrachtung in Abhängigkeit von variablen Eingangsparametern ab. Die konstruktive Durchbildung erfolgt unter Berücksichtigung des Brandschutzes, aller statischen und bauphysikalische Aspekte sowie unter Beachtung des baulichen Holzschutzes. Die Systemlösungen werden in Detailkatalogen, Tabellen, Diagramme sowie EDV-basierten Bemessungshilfen aufbereitet. Mit diesen ganzheitlichen Planungshilfen lassen sich Vorplanungen effizient durchführen, wie sie z.B. im Rahmen einer Entscheidungsfindung bzgl. der Baustoffwahl erforderlich sind. Ressourceneffiziente sowie recyclefähige Konstruktionen sind essentiell, um nachwachsende Rohstoffe optimal zu nutzen. Dies erfordert eine umfassende Planung, deren Aufwand durch Systemlösungen deutlich reduziert wird. Darüber hinaus minimieren sie das technische und wirtschaftliche Risiko für Planer und Ausführende. Systemlösungen sollen auch unter Verwendung von Laubhölzern angeboten werden. Insbesondere für die Holzart Birke, die bauaufsichtlich bisher nicht geregelt ist, sind umfangreiche Untersuchungen vorgesehen, um für die Bemessung fehlende Materialparameter zu ermitteln. Das Projektkonsortium, welches nahezu die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt, strebt die Etablierung der Ergebnisse für die unmittelbare baupraktische Anwendbarkeit an, um hierdurch zur Steigerung der klimarelevanten Holzbauquote beizutragen. | Prof. Dr.-Ing. Thomas Uibel Tel.: +49 241 6009-51217 uibel@fh-aachen.de Fachhochschule Aachen - Fachbereich 2 - Bauingenieurwesen - Institut für Baustoffe und Baukonstruktionen (IBB) - Lehr- und Forschungsgebiet Holzbau Bayernallee 9 52066 Aachen | ||
| 01.08.2023 | 31.07.2026 | 2221HV071B | Verbundvorhaben: Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit; Teilvorhaben 2: Entwicklung softwaregestützter Bemessungshilfen - Akronym: HolzSysteMe | Der bisher geringe Marktanteil mehrgeschossiger Holzbauten kann vergrößert werden, wenn neben dem Abbau bauordnungsrechtlicher Hemmnisse die Planung und Ausführung effizienter erfolgen. Im Forschungsvorhaben "Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit" sollen Systemlösungen für Bauteile und Verbindungen erarbeitet werden, indem vielfach wiederkehrende Bauteile und Anschlüsse typisiert werden. Hierdurch werden technisch ausgereifte, wirtschaftliche und einfach berechenbare Konstruktionen ermöglicht. Typisierte Systemlösungen heben sich von bereits vorhandenen Muster- und Leitdetails durch die systematische Betrachtung in Abhängigkeit von variablen Eingangsparametern ab. Die konstruktive Durchbildung erfolgt unter Berücksichtigung des Brandschutzes, aller statischen und bauphysikalische Aspekte sowie unter Beachtung des baulichen Holzschutzes. Die Systemlösungen werden in Detailkatalogen, Tabellen, Diagramme sowie EDV-basierten Bemessungshilfen aufbereitet. Mit diesen ganzheitlichen Planungshilfen lassen sich Vorplanungen effizient durchführen, wie sie z.B. im Rahmen einer Entscheidungsfindung bzgl. der Baustoffwahl erforderlich sind. Ressourceneffiziente sowie recyclefähige Konstruktionen sind essentiell, um nachwachsende Rohstoffe optimal zu nutzen. Dies erfordert eine umfassende Planung, deren Aufwand durch Systemlösungen deutlich reduziert wird. Darüber hinaus minimieren sie das technische und wirtschaftliche Risiko für Planer und Ausführende. Systemlösungen sollen auch unter Verwendung von Laubhölzern angeboten werden. Insbesondere für die Holzart Birke, die bauaufsichtlich bisher nicht geregelt ist, sind umfangreiche Untersuchungen vorgesehen, um für die Bemessung fehlende Materialparameter zu ermitteln. Das Projektkonsortium, welches nahezu die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt, strebt die Etablierung der Ergebnisse für die unmittelbare baupraktische Anwendbarkeit an, um hierdurch zur Steigerung der klimarelevanten Holzbauquote beizutragen. | Dipl.-Ing. (FH) Markus Reimann Tel.: +49 2166 99071-10 m.reimann@holztragwerke.de NR Ingenieurgesellschaft Holztragwerke mbH An der Eickesmühle 26 41238 Mönchengladbach | ||
| 01.08.2023 | 31.07.2026 | 2221HV071C | Verbundvorhaben: Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit; Teilvorhaben 3: Konstruktion von Bauteilen und Anschlüssen - Akronym: HolzSysteMe | Der bisher geringe Marktanteil mehrgeschossiger Holzbauten kann vergrößert werden, wenn neben dem Abbau bauordnungsrechtlicher Hemmnisse die Planung und Ausführung effizienter erfolgen. Im Forschungsvorhaben "Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit" sollen Systemlösungen für Bauteile und Verbindungen erarbeitet werden, indem vielfach wiederkehrende Bauteile und Anschlüsse typisiert werden. Hierdurch werden technisch ausgereifte, wirtschaftliche und einfach berechenbare Konstruktionen ermöglicht. Typisierte Systemlösungen heben sich von bereits vorhandenen Muster- und Leitdetails durch die systematische Betrachtung in Abhängigkeit von variablen Eingangsparametern ab. Die konstruktive Durchbildung erfolgt unter Berücksichtigung des Brandschutzes, aller statischen und bauphysikalische Aspekte sowie unter Beachtung des baulichen Holzschutzes. Die Systemlösungen werden in Detailkatalogen, Tabellen, Diagramme sowie EDV-basierten Bemessungshilfen aufbereitet. Mit diesen ganzheitlichen Planungshilfen lassen sich Vorplanungen effizient durchführen, wie sie z.B. im Rahmen einer Entscheidungsfindung bzgl. der Baustoffwahl erforderlich sind. Ressourceneffiziente sowie recyclefähige Konstruktionen sind essentiell, um nachwachsende Rohstoffe optimal zu nutzen. Dies erfordert eine umfassende Planung, deren Aufwand durch Systemlösungen deutlich reduziert wird. Darüber hinaus minimieren sie das technische und wirtschaftliche Risiko für Planer und Ausführende. Systemlösungen sollen auch unter Verwendung von Laubhölzern angeboten werden. Insbesondere für die Holzart Birke, die bauaufsichtlich bisher nicht geregelt ist, sind umfangreiche Untersuchungen vorgesehen, um für die Bemessung fehlende Materialparameter zu ermitteln. Das Projektkonsortium, welches nahezu die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt, strebt die Etablierung der Ergebnisse für die unmittelbare baupraktische Anwendbarkeit an, um hierdurch zur Steigerung der klimarelevanten Holzbauquote beizutragen. | Sebastian Dienst Tel.: +49 2642 90591-13 sebastian.dienst@pirminjung.de PIRMIN JUNG Deutschland GmbH Am Güterbahnhof 16 53424 Remagen | ||
| 01.08.2023 | 31.07.2026 | 2221HV071D | Verbundvorhaben: Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit; Teilvorhaben 4: Ausführung und Umsetzung für die Praxis - Akronym: HolzSysteMe | Der bisher geringe Marktanteil mehrgeschossiger Holzbauten kann vergrößert werden, wenn neben dem Abbau bauordnungsrechtlicher Hemmnisse die Planung und Ausführung effizienter erfolgen. Im Forschungsvorhaben "Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit" sollen Systemlösungen für Bauteile und Verbindungen erarbeitet werden, indem vielfach wiederkehrende Bauteile und Anschlüsse typisiert werden. Hierdurch werden technisch ausgereifte, wirtschaftliche und einfach berechenbare Konstruktionen ermöglicht. Typisierte Systemlösungen heben sich von bereits vorhandenen Muster- und Leitdetails durch die systematische Betrachtung in Abhängigkeit von variablen Eingangsparametern ab. Die konstruktive Durchbildung erfolgt unter Berücksichtigung des Brandschutzes, aller statischen und bauphysikalische Aspekte sowie unter Beachtung des baulichen Holzschutzes. Die Systemlösungen werden in Detailkatalogen, Tabellen, Diagramme sowie EDV-basierten Bemessungshilfen aufbereitet. Mit diesen ganzheitlichen Planungshilfen lassen sich Vorplanungen effizient durchführen, wie sie z.B. im Rahmen einer Entscheidungsfindung bzgl. der Baustoffwahl erforderlich sind. Ressourceneffiziente sowie recyclefähige Konstruktionen sind essentiell, um nachwachsende Rohstoffe optimal zu nutzen. Dies erfordert eine umfassende Planung, deren Aufwand durch Systemlösungen deutlich reduziert wird. Darüber hinaus minimieren sie das technische und wirtschaftliche Risiko für Planer und Ausführende. Systemlösungen sollen auch unter Verwendung von Laubhölzern angeboten werden. Insbesondere für die Holzart Birke, die bauaufsichtlich bisher nicht geregelt ist, sind umfangreiche Untersuchungen vorgesehen, um für die Bemessung fehlende Materialparameter zu ermitteln. Das Projektkonsortium, welches nahezu die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt, strebt die Etablierung der Ergebnisse für die unmittelbare baupraktische Anwendbarkeit an, um hierdurch zur Steigerung der klimarelevanten Holzbauquote beizutragen. | Reinhard Adams Tel.: +49 26 36 93 11 - 0 reinhard.adams@adams-holzbau.de Adams - Holzbau - Fertigbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brohltalstr. 8-10 56651 Niederzissen | ||
| 01.08.2023 | 31.07.2026 | 2221HV071E | Verbundvorhaben: Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit; Teilvorhaben 5: Grundlagen zur Laubholznutzung - Akronym: HolzSysteMe | Der bisher geringe Marktanteil mehrgeschossiger Holzbauten kann vergrößert werden, wenn neben dem Abbau bauordnungsrechtlicher Hemmnisse die Planung und Ausführung effizienter erfolgen. Im Forschungsvorhaben "Holzbau-Systemlösungen für die Mehrgeschossigkeit" sollen Systemlösungen für Bauteile und Verbindungen erarbeitet werden, indem vielfach wiederkehrende Bauteile und Anschlüsse typisiert werden. Hierdurch werden technisch ausgereifte, wirtschaftliche und einfach berechenbare Konstruktionen ermöglicht. Typisierte Systemlösungen heben sich von bereits vorhandenen Muster- und Leitdetails durch die systematische Betrachtung in Abhängigkeit von variablen Eingangsparametern ab. Die konstruktive Durchbildung erfolgt unter Berücksichtigung des Brandschutzes, aller statischen und bauphysikalische Aspekte sowie unter Beachtung des baulichen Holzschutzes. Die Systemlösungen werden in Detailkatalogen, Tabellen, Diagramme sowie EDV-basierten Bemessungshilfen aufbereitet. Mit diesen ganzheitlichen Planungshilfen lassen sich Vorplanungen effizient durchführen, wie sie z.B. im Rahmen einer Entscheidungsfindung bzgl. der Baustoffwahl erforderlich sind. Ressourceneffiziente sowie recyclefähige Konstruktionen sind essentiell, um nachwachsende Rohstoffe optimal zu nutzen. Dies erfordert eine umfassende Planung, deren Aufwand durch Systemlösungen deutlich reduziert wird. Darüber hinaus minimieren sie das technische und wirtschaftliche Risiko für Planer und Ausführende. Systemlösungen sollen auch unter Verwendung von Laubhölzern angeboten werden. Insbesondere für die Holzart Birke, die bauaufsichtlich bisher nicht geregelt ist, sind umfangreiche Untersuchungen vorgesehen, um für die Bemessung fehlende Materialparameter zu ermitteln. Das Projektkonsortium, welches nahezu die gesamte Wertschöpfungskette abdeckt, strebt die Etablierung der Ergebnisse für die unmittelbare baupraktische Anwendbarkeit an, um hierdurch zur Steigerung der klimarelevanten Holzbauquote beizutragen. | Dr. Stefanie Wieland Tel.: +49 2931 7866-459 stefanie.wieland@wald-und-holz.nrw.de Landesbetrieb Wald und Holz Nordrhein-Westfalen - Wald und Holz NRW Zentrum für Wald und Holzwirtschaft (FBV) Obereimer 13 59821 Arnsberg | ||
| 01.03.2023 | 28.02.2026 | 2221HV072A | Verbundvorhaben: Qualitätssicherung im modernen mehrgeschossigen Holz- und Holz-Hybridbau - Entwicklung von ganzheitlichen Feuchte-Schutzkonzepten und Monitoringsystemen; Teilvorhaben 1: Konzeption, Umsetzung, Praxistauglichkeit - Akronym: HolzQS | Im Hochbau werden in jüngerer Zeit vermehrt großvolumige Bauwerke vorwiegend in Holz- oder Holz-Hybridbauweise mit Massivholz (Brettsperrholz, BSP) nachgefragt und realisiert. Im Vergleich dazu waren bisher die Projektgrößen im Holzbau üblicherweise durch geringere Ausmaße geprägt. Dort konnte der Witterungsschutz meist durch kurze Montagezeiten unter Beachtung günstiger Wetterlagen oder durch Verwendung von temporären Abdeckungen hinreichend gewährleistet werden. Die aktuellen Erfahrungen mit großvolumigen und vielgeschossigen Bauwerken in Holzbauweise zeigen hingegen deutlich, dass die erforderlichen spezifischen Bau- und Montageabläufe andere und neue Witterungsschutz-Konzepte verlangen. Die konstruktiven und organisatorischen Planungen einschließlich der Vergabebeschreibungen berücksichtigen bisher erfahrungsgemäß nur selten hinreichende Schutzmaßnahmen. Oftmals werden diese Leistungen am Ende der Planungsphase ausschließlich den ausführenden Firmen überlassen - mit der Konsequenz, dass geplante Konstruktionen oft nicht oder nur unzureichend vor Feuchte geschützt werden können. Ein zweiter Schwerpunkt des Feuchteschutzes liegt in der Nutzungszeit. Baukonstruktionen aus dem organischen Material Holz sind feuchteempfindlich und vor Leck- und Leitungswasserschäden besonders schutzbedürftig. Daher ist das Gesamtziel des Forschungsvorhabens HolzQS, konkrete Lösungen und Qualitätssicherungssysteme für den modernen mehrgeschossigen Holzbau zu entwickeln, die einen guten organisatorischen und konstruktiven Holz- und Witterungsschutz während der Fertigungs-, Bau- und auch der Nutzungsphase sicherstellen. Feuchteschäden im Holzbau soll künftig umfassend, proaktiv und präventiv begegnet werden können. Das Schadenspotential bei großvolumigen Holzgebäuden lässt sich sowohl in der Bauzeit als auch während der Nutzungsphase deutlich verringern, wenn auf Basis der Ergebnisse dieses Verbund-Forschungsvorhabens entsprechende praxisgerechte Schutzkonzepte zur Verfügung stehen. | Dr. Jan Wenker Tel.: +49 2867 22355-16 jan.wenker@brueninghoff.de Brüninghoff Holz GmbH & Co. KG Industriestr. 14 46359 Heiden | ||
| 01.03.2023 | 28.02.2026 | 2221HV072B | Verbundvorhaben: Qualitätssicherung im modernen mehrgeschossigen Holz- und Holz-Hybridbau - Entwicklung von ganzheitlichen Feuchte-Schutzkonzepten und Monitoringsystemen; Teilvorhaben 2: Wissenschaftliche Grundlagen - Akronym: HolzQS | Im Hochbau werden in jüngerer Zeit vermehrt großvolumige Bauwerke vorwiegend in Holz- oder Holz-Hybridbauweise mit Massivholz (Brettsperrholz, BSP) nachgefragt und realisiert. Im Vergleich dazu waren bisher die Projektgrößen im Holzbau üblicherweise durch geringere Ausmaße geprägt. Dort konnte der Witterungsschutz meist durch kurze Montagezeiten unter Beachtung günstiger Wetterlagen oder durch Verwendung von temporären Abdeckungen hinreichend gewährleistet werden. Die aktuellen Erfahrungen mit großvolumigen und vielgeschossigen Bauwerken in Holzbauweise zeigen hingegen deutlich, dass die erforderlichen spezifischen Bau- und Montageabläufe andere und neue Witterungsschutz-Konzepte verlangen. Die konstruktiven und organisatorischen Planungen einschließlich der Vergabebeschreibungen berücksichtigen bisher erfahrungsgemäß nur selten hinreichende Schutzmaßnahmen. Oftmals werden diese Leistungen am Ende der Planungsphase ausschließlich den ausführenden Firmen überlassen - mit der Konsequenz, dass geplante Konstruktionen oft nicht oder nur unzureichend vor Feuchte geschützt werden können. Ein zweiter Schwerpunkt des Feuchteschutzes liegt in der Nutzungszeit. Baukonstruktionen aus dem organischen Material Holz sind feuchteempfindlich und vor Leck- und Leitungswasserschäden besonders schutzbedürftig. Daher ist das Gesamtziel des Forschungsvorhabens HolzQS, konkrete Lösungen und Qualitätssicherungssysteme für den modernen mehrgeschossigen Holzbau zu entwickeln, die einen guten organisatorischen und konstruktiven Holz- und Witterungsschutz während der Fertigungs-, Bau- und auch der Nutzungsphase sicherstellen. Feuchteschäden im Holzbau soll künftig umfassend, proaktiv und präventiv begegnet werden können. Das Schadenspotential bei großvolumigen Holzgebäuden lässt sich sowohl in der Bauzeit als auch während der Nutzungsphase deutlich verringern, wenn auf Basis der Ergebnisse dieses Verbund-Forschungsvorhabens entsprechende praxisgerechte Schutzkonzepte zur Verfügung stehen. | Prof. Dr.-Ing. Mike Sieder Tel.: +49 531 391-7800 m.sieder@tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Fakultät 3 - Architektur, Bauingenieurwesen und Umweltwissenschaften - Institut für Baukonstruktion und Holzbau Schleinitzstr. 21 a 38106 Braunschweig | ||
| 01.03.2023 | 28.02.2026 | 2221HV072C | Verbundvorhaben: Qualitätssicherung im modernen mehrgeschossigen Holz- und Holz-Hybridbau - Entwicklung von ganzheitlichen Feuchte-Schutzkonzepten und Monitoringsystemen; Teilvorhaben 3: Simulation; Holztrocknung; Wissensvermittlung - Akronym: HolzQS | Im Hochbau werden in jüngerer Zeit vermehrt großvolumige Bauwerke vorwiegend in Holz- oder Holz-Hybridbauweise mit Massivholz (Brettsperrholz, BSP) nachgefragt und realisiert. Im Vergleich dazu waren bisher die Projektgrößen im Holzbau üblicherweise durch geringere Ausmaße geprägt. Dort konnte der Witterungsschutz meist durch kurze Montagezeiten unter Beachtung günstiger Wetterlagen oder durch Verwendung von temporären Abdeckungen hinreichend gewährleistet werden. Die aktuellen Erfahrungen mit großvolumigen und vielgeschossigen Bauwerken in Holzbauweise zeigen hingegen deutlich, dass die erforderlichen spezifischen Bau- und Montageabläufe andere und neue Witterungsschutz-Konzepte verlangen. Die konstruktiven und organisatorischen Planungen einschließlich der Vergabebeschreibungen berücksichtigen bisher erfahrungsgemäß nur selten hinreichende Schutzmaßnahmen. Oftmals werden diese Leistungen am Ende der Planungsphase ausschließlich den ausführenden Firmen überlassen - mit der Konsequenz, dass geplante Konstruktionen oft nicht oder nur unzureichend vor Feuchte geschützt werden können. Ein zweiter Schwerpunkt des Feuchteschutzes liegt in der Nutzungszeit. Baukonstruktionen aus dem organischen Material Holz sind feuchteempfindlich und vor Leck- und Leitungswasserschäden besonders schutzbedürftig. Daher ist das Gesamtziel des Forschungsvorhabens HolzQS, konkrete Lösungen und Qualitätssicherungssysteme für den modernen mehrgeschossigen Holzbau zu entwickeln, die einen guten organisatorischen und konstruktiven Holz- und Witterungsschutz während der Fertigungs-, Bau- und auch der Nutzungsphase sicherstellen. Feuchteschäden im Holzbau soll künftig umfassend, proaktiv und präventiv begegnet werden können. Das Schadenspotential bei großvolumigen Holzgebäuden lässt sich sowohl in der Bauzeit als auch während der Nutzungsphase deutlich verringern, wenn auf Basis der Ergebnisse dieses Verbund-Forschungsvorhabens entsprechende praxisgerechte Schutzkonzepte zur Verfügung stehen. | Dipl.-Ing. (FH) Daniel Kehl Tel.: +49 341 529411-38 kehl@holzbauphysik.de holz bau physik, Inhaber Daniel Kehl Nixenweg 14 04277 Leipzig | ||
| 01.03.2023 | 28.02.2026 | 2221HV072D | Verbundvorhaben: Qualitätssicherung im modernen mehrgeschossigen Holz- und Holz-Hybridbau - Entwicklung von ganzheitlichen Feuchte-Schutzkonzepten und Monitoringsystemen; Teilvorhaben 4: Schutzkonzepte, Details, Wissenstransfer - Akronym: HolzQS | Im Hochbau werden in jüngerer Zeit vermehrt großvolumige Bauwerke vorwiegend in Holz- oder Holz-Hybridbauweise mit Massivholz (Brettsperrholz, BSP) nachgefragt und realisiert. Im Vergleich dazu waren bisher die Projektgrößen im Holzbau üblicherweise durch geringere Ausmaße geprägt. Dort konnte der Witterungsschutz meist durch kurze Montagezeiten unter Beachtung günstiger Wetterlagen oder durch Verwendung von temporären Abdeckungen hinreichend gewährleistet werden. Die aktuellen Erfahrungen mit großvolumigen und vielgeschossigen Bauwerken in Holzbauweise zeigen hingegen deutlich, dass die erforderlichen spezifischen Bau- und Montageabläufe andere und neue Witterungsschutz-Konzepte verlangen. Die konstruktiven und organisatorischen Planungen einschließlich der Vergabebeschreibungen berücksichtigen bisher erfahrungsgemäß nur selten hinreichende Schutzmaßnahmen. Oftmals werden diese Leistungen am Ende der Planungsphase ausschließlich den ausführenden Firmen überlassen - mit der Konsequenz, dass geplante Konstruktionen oft nicht oder nur unzureichend vor Feuchte geschützt werden können. Ein zweiter Schwerpunkt des Feuchteschutzes liegt in der Nutzungszeit. Baukonstruktionen aus dem organischen Material Holz sind feuchteempfindlich und vor Leck- und Leitungswasserschäden besonders schutzbedürftig. Daher ist das Gesamtziel des Forschungsvorhabens HolzQS, konkrete Lösungen und Qualitätssicherungssysteme für den modernen mehrgeschossigen Holzbau zu entwickeln, die einen guten organisatorischen und konstruktiven Holz- und Witterungsschutz während der Fertigungs-, Bau- und auch der Nutzungsphase sicherstellen. Feuchteschäden im Holzbau soll künftig umfassend, proaktiv und präventiv begegnet werden können. Das Schadenspotential bei großvolumigen Holzgebäuden lässt sich sowohl in der Bauzeit als auch während der Nutzungsphase deutlich verringern, wenn auf Basis der Ergebnisse dieses Verbund-Forschungsvorhabens entsprechende praxisgerechte Schutzkonzepte zur Verfügung stehen. | Dipl.-Ing. Robert Heinicke Tel.: +49 4055983911 robert.heinicke@heinickeplan.de Dipl.-Ing. Robert Heinicke Architekt, Büro für Architektur, Energie und Bauphysik Holsteiner Chaussee 335/337 22457 Hamburg | ||
| 01.03.2023 | 28.02.2026 | 2221HV072E | Verbundvorhaben: Qualitätssicherung im modernen mehrgeschossigen Holz- und Holz-Hybridbau - Entwicklung von ganzheitlichen Feuchte-Schutzkonzepten und Monitoringsystemen; Teilvorhaben 5: Bauliche Schutzkonzepte, Detailentwicklung - Akronym: HolzQS | Im Hochbau werden in jüngerer Zeit vermehrt großvolumige Bauwerke vorwiegend in Holz- oder Holz-Hybridbauweise mit Massivholz (Brettsperrholz, BSP) nachgefragt und realisiert. Im Vergleich dazu waren bisher die Projektgrößen im Holzbau üblicherweise durch geringere Ausmaße geprägt. Dort konnte der Witterungsschutz meist durch kurze Montagezeiten unter Beachtung günstiger Wetterlagen oder durch Verwendung von temporären Abdeckungen hinreichend gewährleistet werden. Die aktuellen Erfahrungen mit großvolumigen und vielgeschossigen Bauwerken in Holzbauweise zeigen hingegen deutlich, dass die erforderlichen spezifischen Bau- und Montageabläufe andere und neue Witterungsschutz-Konzepte verlangen. Die konstruktiven und organisatorischen Planungen einschließlich der Vergabebeschreibungen berücksichtigen bisher erfahrungsgemäß nur selten hinreichende Schutzmaßnahmen. Oftmals werden diese Leistungen am Ende der Planungsphase ausschließlich den ausführenden Firmen überlassen - mit der Konsequenz, dass geplante Konstruktionen oft nicht oder nur unzureichend vor Feuchte geschützt werden können. Ein zweiter Schwerpunkt des Feuchteschutzes liegt in der Nutzungszeit. Baukonstruktionen aus dem organischen Material Holz sind feuchteempfindlich und vor Leck- und Leitungswasserschäden besonders schutzbedürftig. Daher ist das Gesamtziel des Forschungsvorhabens HolzQS, konkrete Lösungen und Qualitätssicherungssysteme für den modernen mehrgeschossigen Holzbau zu entwickeln, die einen guten organisatorischen und konstruktiven Holz- und Witterungsschutz während der Fertigungs-, Bau- und auch der Nutzungsphase sicherstellen. Feuchteschäden im Holzbau soll künftig umfassend, proaktiv und präventiv begegnet werden können. Das Schadenspotential bei großvolumigen Holzgebäuden lässt sich sowohl in der Bauzeit als auch während der Nutzungsphase deutlich verringern, wenn auf Basis der Ergebnisse dieses Verbund-Forschungsvorhabens entsprechende praxisgerechte Schutzkonzepte zur Verfügung stehen. | Dipl.-Ing. (FH) Martin Mohrmann Tel.: +49 431 71 97 11 30 mohrmann@holz4.de Sachverständigenbüro holz4 Dipl.-Ing. Martin Mohrmann Barkauer Str. 56-58 24145 Kiel | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2221HV075A | Verbundvorhaben: Holztafelbauweise mit hybrider Beplankung für den mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 1: Erstellung eines Berechnungs- und Nachweismodells - Akronym: HELEPOLIS | Die Holztafelbauweise ist eine weit verbreitete Holzbauweise mit hohem Vorfertigungsgrad, kurzen Bauzeiten und äußerst geringem Ressourcenverbrauch. Gegenwärtig ist die Holztafelbauweise die bevorzugte Wahl für Holzbauwerke mit wenigen Geschossen. Das Projekt zielt darauf ab diese Bauweise auch für den Mehrgeschossbau attraktiver zu machen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Effizienzsteigerung der Holztafelbauweise mit besonderer Ausrichtung auf mehrgeschossige Gebäude. Diese Steigerung soll allein dadurch erreicht werden, dass die im Mehrgeschossbau ohnehin erforderlichen bauphysikalischen und brandschutztechnischen Bekleidungen als tragfähige Komponenten berücksichtigt werden. Grundvoraussetzung dafür sind zutreffende Modelle für die realitätsnahe Berechnung des Tragverhaltens, sowohl unter statischer als auch unter dynamischer Belastung. Dazu soll das Tragverhalten von Holztafelwänden experimentell und numerisch untersucht werden. Aufbauend auf den Ergebnissen soll eine Berechnungsmethode entwickelt werden, welche das Tragverhalten von Holztafelwänden mit Bekleidung zuverlässig abbilden kann. | Dipl.-Ing. Burkhard Walter Tel.: +49 241 94 90 9-0 b.walter@wr-ing.de Walter Reif Ingenieurgesellschaft mbH Charlottenburger Allee 60 52068 Aachen | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2221HV075B | Verbundvorhaben: Holztafelbauweise mit hybrider Beplankung für den mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 2: Numerische Untersuchungen - Akronym: HELEPOLIS | Die Holztafelbauweise ist eine weit verbreitete Holzbauweise mit hohem Vorfertigungsgrad, kurzen Bauzeiten und äußerst geringem Ressourcenverbrauch. Gegenwärtig ist die Holztafelbauweise die bevorzugte Wahl für Holzbauwerke mit wenigen Geschossen. Das Projekt zielt darauf ab diese Bauweise auch für den Mehrgeschossbau attraktiver zu machen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Effizienzsteigerung der Holztafelbauweise mit besonderer Ausrichtung auf mehrgeschossige Gebäude. Diese Steigerung soll allein dadurch erreicht werden, dass die im Mehrgeschossbau ohnehin erforderlichen bauphysikalischen und brandschutztechnischen Bekleidungen als tragfähige Komponenten berücksichtigt werden. Grundvoraussetzung dafür sind zutreffende Modelle für die realitätsnahe Berechnung des Tragverhaltens, sowohl unter statischer als auch unter dynamischer Belastung. Dazu soll das Tragverhalten von Holztafelwänden experimentell und numerisch untersucht werden. Aufbauend auf den Ergebnissen soll eine Berechnungsmethode entwickelt werden, welche das Tragverhalten von Holztafelwänden mit Bekleidung zuverlässig abbilden kann. | Prof. Dr.-Ing. Benno Hoffmeister Tel.: +49 241 80-25183 hoff@stb.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule - Institut für Stahlbau Mies-van-der-Rohe-Str. 1 52074 Aachen | ||
| 01.07.2022 | 30.06.2025 | 2221HV075C | Verbundvorhaben: Holztafelbauweise mit hybrider Beplankung für den mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 3: Herstellung und Ausführung - Akronym: HELEPOLIS | Die Holztafelbauweise ist eine weit verbreitete Holzbauweise mit hohem Vorfertigungsgrad, kurzen Bauzeiten und äußerst geringem Ressourcenverbrauch. Gegenwärtig ist die Holztafelbauweise die bevorzugte Wahl für Holzbauwerke mit wenigen Geschossen. Das Projekt zielt darauf ab diese Bauweise auch für den Mehrgeschossbau attraktiver zu machen. Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Effizienzsteigerung der Holztafelbauweise mit besonderer Ausrichtung auf mehrgeschossige Gebäude. Diese Steigerung soll allein dadurch erreicht werden, dass die im Mehrgeschossbau ohnehin erforderlichen bauphysikalischen und brandschutztechnischen Bekleidungen als tragfähige Komponenten berücksichtigt werden. Grundvoraussetzung dafür sind zutreffende Modelle für die realitätsnahe Berechnung des Tragverhaltens, sowohl unter statischer als auch unter dynamischer Belastung. Dazu soll das Tragverhalten von Holztafelwänden experimentell und numerisch untersucht werden. Aufbauend auf den Ergebnissen soll eine Berechnungsmethode entwickelt werden, welche das Tragverhalten von Holztafelwänden mit Bekleidung zuverlässig abbilden kann. | Reinhard Adams Tel.: +49 26 36 93 11 - 0 reinhard.adams@adams-holzbau.de Adams - Holzbau - Fertigbau Gesellschaft mit beschränkter Haftung Brohltalstr. 8-10 56651 Niederzissen | ||
| 01.11.2022 | 31.10.2024 | 2221HV076X | Holzbewehrtes Holz - Akronym: HBH_Teil_2 | Ziel des Forschungsvorhabens ist die Weiterentwicklung eines neuartigen furnierverstärkten tragenden Holzbauprodukts – holzbewehrtes Holz (HBH). Dafür wird Brettschichtholz (BSH) aus Fichte mit gezielt angeordneten Furnierlagen aus Laubholz zu holzbewehrtem Holz kombiniert. In einem am Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion bereits durchgeführten und abgeschlossenen Forschungsprojekt (ZukunftBau (10.08.18.7-18.21)) wurden die generelle Machbarkeit (proof of concept) für holzbewehrtes Holz bestätigt sowie erste Leistungskennwerte ermittelt. Durch Anordnung von Furnierlagen zwischen den Brettschichtholzbauteilen konnten die stark anisotropen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften von Brettschichtholz homogenisiert werden. Mit holzbewehrtem Holz steht ein inhärent verstärktes stabförmiges Holzprodukt für tragende Zwecke zur Verfügung. Die Tragfähigkeit von Ausklinkungen konnte im Vergleich zu unbewehrtem BSH um den Faktor fünf erhöht, bei runden Durchbrüchen verdoppelt und bei Queranschlüssen verdreifacht werden. Holzbewehrtes Holz zeigte bei allen drei Beanspruchungssituationen eine sehr hohe Fähigkeit zur Lastumlagerung und damit ein duktileres Versagen als unbewehrtes Brettschichtholz. Nach anfänglicher Rissbildung in den BSH-Bauteilen konnten die Lasten weiter gesteigert werden. Das nun beantragte Forschungsvorhaben soll auf den Erkenntnissen des Vorgängerprojekts aufbauen. Im Zentrum des beantragten Forschungsvorhabens steht die Entwicklung eines wirtschaftlichen Prozesses zur Produktion von Superlamellen und die Entwicklung von neuartigen, hochleistungsfähigen Anschlusskonstruktionen zum Fügen von holzbewehrtem Holz. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 8928922416 winter@tum.de Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.06.2023 | 31.05.2025 | 2221HV077A | Verbundvorhaben: Entwicklung einer Schnellhärtungsmethode für die klebtechnische Fertigung von Holzbauelementen im mehrgeschossigen Hausbau; Teilvorhaben 1: Modifizierung und Charakterisierung schnellhärtender Klebstoffsysteme - Akronym: FastResIndCure | Hemmnisse wie lange Aushärtezeiten und Mindesttemperaturen zur Aushärtung führen dazu, das trotz ökologischer Vorteile, angenehmeres Wohnklima, etc. immer noch häufig auf konventionelle Baustoffe und Bauweisen zurückgegriffen wird. Zur Reduzierung der genannten Hemmnisse ist es das Gesamtziel dieses F&E Vorhabens, die Schnellhärtung von klebtechnisch gefügten Verbindungselementen im mehrgeschossigen Hausbau nachhaltig in den Holzbau mittels moderner Erwärmungstechnik zu implementieren. Mit Hilfe von Induktion bzw. Widerstandserwärmung soll Klebstoff gezielt, schnell und ohne kohäsive bzw. adhäsive Beeinträchtigungen gehärtet werden. Eine grundlegende Materialforschung dient hier der Entwicklung bzw. Modifizierung eines Klebstoffsystems, wobei der Fokus auf einer robusten Klebstoffhärtung mit hoher Qualität liegt. Grundsätzlich wird eine flexible Schnellhärtung von Klebstoff angestrebt, jedoch immer unter der Prämisse die Tragfähigkeit nicht durch Eigenspannungen, die durch erhöhte Temperaturen während des Erwärmungsprozesses und anschließender Relaxation entstehen können, zu reduzieren. Zur Realisierung einer baustellensicheren, Temperatur unabhängigen Schnellhärtung wird ein Konzeptentwurf und ein prototypischer Demonstrator einer mobilen Erwärmungseinheit entwickelt, die an baustellentypische Gegebenheiten des mehrgeschossigen Holzbaus angepasst ist und in Kombination mit den entwickelten Klebstoffsystemen an unterschiedlichen Anschlusstypen, Holzarten bzw. Holzwerkstoffen angewendet werden kann. | Dr.-Ing. Ruben Friedland Tel.: +49 2631 34-6026 ruben.friedland@lohmann-tapes.com Lohmann GmbH & Co. KG Irlicher Str. 55 56567 Neuwied | ||
| 01.06.2023 | 31.05.2025 | 2221HV077B | Verbundvorhaben: Entwicklung einer Schnellhärtungsmethode für die klebtechnische Fertigung von Holzbauelementen im mehrgeschossigen Hausbau; Teilvorhaben 2: Konzeptionierung und Entwicklung einer mobilen Erwärmungseinheit zur beschleunigten Klebstoffaushärtung - Akronym: FastResIndCure | Hemmnisse wie lange Aushärtezeiten und Mindesttemperaturen zur Aushärtung führen dazu, das trotz ökologischer Vorteile, angenehmeres Wohnklima, etc. immer noch häufig auf konventionelle Baustoffe und Bauweisen zurückgegriffen wird. Zur Reduzierung der genannten Hemmnisse ist es das Gesamtziel dieses F&E Vorhabens, die Schnellhärtung von klebtechnisch gefügten Verbindungselementen im mehrgeschossigen Hausbau nachhaltig in den Holzbau mittels moderner Erwärmungstechnik zu implementieren. Mit Hilfe von Induktion bzw. Widerstandserwärmung soll Klebstoff gezielt, schnell und ohne kohäsive bzw. adhäsive Beeinträchtigungen gehärtet werden. Eine grundlegende Materialforschung dient hier der Entwicklung bzw. Modifizierung eines Klebstoffsystems, wobei der Fokus auf einer robusten Klebstoffhärtung mit hoher Qualität liegt. Grundsätzlich wird eine flexible Schnellhärtung von Klebstoff angestrebt, jedoch immer unter der Prämisse die Tragfähigkeit nicht durch Eigenspannungen, die durch erhöhte Temperaturen während des Erwärmungsprozesses und anschließender Relaxation entstehen können, zu reduzieren. Zur Realisierung einer baustellensicheren, Temperatur unabhängigen Schnellhärtung wird ein Konzeptentwurf und ein prototypischer Demonstrator einer mobilen Erwärmungseinheit entwickelt, die an baustellentypische Gegebenheiten des mehrgeschossigen Holzbaus angepasst ist und in Kombination mit den entwickelten Klebstoffsystemen an unterschiedlichen Anschlusstypen, Holzarten bzw. Holzwerkstoffen angewendet werden kann. | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 01.06.2023 | 31.05.2025 | 2221HV077C | Verbundvorhaben: Entwicklung einer Schnellhärtungsmethode für die klebtechnische Fertigung von Holzbauelementen im mehrgeschossigen Hausbau; Teilvorhaben 3: Simulation und Prozessvalidierung - Akronym: FastResIndCure | Das Gesamtziel dieses F&E Vorhabens, die Schnellhärtung von klebtechnisch gefüg-ten Verbindungselementen im mehrgeschossigen Hausbau nachhaltig in den Holzbau mittels moderner Erwärmungstechnik zu implementieren. Mit Hilfe von Induktion bzw. Widerstandserwärmung soll Klebstoff gezielt, schnell und ohne kohäsive bzw. adhäsive Be-einträchtigungen gehärtet werden. Eine grundlegende Materialforschung dient hier der Ent-wicklung bzw. Modifizierung eines Klebstoffsystems, wobei der Fokus auf einer robusten Klebstoffhärtung mit hoher Qualität liegt. Grundsätzlich wird eine flexible Schnellhärtung von Klebstoff angestrebt, jedoch immer unter der Prämisse die Tragfähigkeit nicht durch Eigen-spannungen, die durch erhöhte Temperaturen während des Erwärmungsprozesses und an-schließender Relaxation entstehen können, zu reduzieren. Zur Realisierung einer baustellensicheren, Temperatur unabhängigen Schnellhärtung wird ein Konzeptentwurf und ein prototypischer Demonstrator einer mobilen Erwärmungseinheit ent-wickelt, die an baustellentypische Gegebenheiten des mehrgeschossigen Holzbaus angepasst ist und in Kombination mit den entwickelten Klebstoffsystemen an unterschiedlichen An-schlusstypen, Holzarten bzw. Holzwerkstoffen angewendet werden kann. | Till Vallee Tel.: +49 421 2246-474 till.vallee@ifam.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) Wiener Str. 12 28359 Bremen | ||
| 15.10.2022 | 15.10.2025 | 2221HV082A | Verbundvorhaben: Digitale Wertschöpfungskette für den kieferbasierten Holzbau in Berlin-Brandenburg; Teilvorhaben 1: Anwendungsszenarien und Demonstration der digital vernetzten Wertschöpfungskette für den urbanen mehrgeschossigen Holzbau - Akronym: DiKieHo | Zur Zielerreichung muss die Transformation als systemischer Ansatz besser verstanden und erprobt werden. Dafür ist das Zusammenwirken der Material- und Informationsflüsse zwischen den einzelnen Akteuren hinsichtlich der Kooperationspotenziale zu untersuchen und deren Wirkung im industriellen Kontext des mehrgeschossigen Holzbaus aufzuzeigen. Es gilt sowohl die effiziente Nutzung regionaler Holzbestände als auch die Vernetzung mittels praktikabler digitaler Instrumente zur Optimierung der Wertschöpfungskette zu integrieren. Als führender Baustoff wird der ökologische und nachhaltige Rohstoff Holz eine maßgebliche Rolle spielen und zu den Klimazielen des Berliner Senats beitragen. Die entwickelte Lösung schafft unter Verwendung eines skalierbaren Referenzmodells die Datengrundlage für die Vernetzung und den anforderungsgerechten Informationsaustausch. Gleichermaßen erlaubt sie eine durchgängige Bewertung ökologischer und ökonomischer Faktoren und soll Optionen zur Etablierung von Materialkreisläufen bereitstellen. Somit können über den gesamten Gebäudelebenszyklus durch bidirektionale Kommunikation der Akteure sowohl die Anforderungen an den Rohstoff Holz bis hin zum benötigen Baustoff als auch die Effizienz der Arbeitsabläufe gesteigert und damit eine kürzere Planungs- und Bauzeit, eine Verbesserung der Qualität und somit eine Kostenreduktion für den mehrgeschossigen Holzbau erreicht werden. | Prof. Dr.-Ing. Holger Kohl Tel.: +49 30 314-25662 holger.kohl@tu-berlin.de Technische Universität Berlin - Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme - Institut für Werkzeugmaschinen und Fabrikbetrieb Pascalstr. 8-9 10587 Berlin | ||
| 15.10.2022 | 15.10.2025 | 2221HV082B | Verbundvorhaben: Digitale Wertschöpfungskette für den kieferbasierten Holzbau in Berlin-Brandenburg; Teilvorhaben 2: Integrationsmethodik und Referenzmodell für die digitale Vernetzung der Wertschöpfungskette auf Basis kiefernbasierter Werkstoffe - Akronym: DiKieHo | Vorhabensziel ist es, die digitale Vernetzung für die Wertschöpfungskette im urbanen mehrgeschossigen Holzbau am Beispiel der Region Berlin-Brandenburg zu stärken und hierdurch eine effiziente Nutzung des regional verfügbaren Kiefernholzes in der Bauwirtschaft sicher zu stellen. So soll ein wesentlicher Beitrag zur Entwicklung zukunftsfähiger Lösungen geleistet werden, indem aus regionalen Rohstoffen unter optimaler Ausnutzung hochqualitative Holzbauelemente zur Errichtung klimafreundlicher Gebäude mit geschlossenen Ressourcenkreisläufen transformiert werden. | Nicole Oertwig Tel.: +49 221 1234-567 nicole.oertwig@ipk.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV089A | Verbundvorhaben: Entwicklung eines alternativen Rettungswegkonzeptes für Gebäude und Aufstockungen in den GK 4 und 5; Teilvorhaben 1: Konzeptionelle Umsetzung und Nachhaltigkeitsbewertung - Akronym: ALREKO | Aufgrund des großen Bedarfs an bezahlbarem Wohnraum sind insbesondere die innerstädtischen Ballungsräume auf Maßnahmen der Nachverdichtung angewiesen. Lösungsansätze sind neben der Schließung von Baulücken v.a. Aufstockung von Bestandsbauten. Ein Hindernis zur Umsetzung insbesondere von Aufstockungen ist häufig die Lösung der Rettungswegsituation. Durch die Belegung öffentlicher Straßen durch Kfz-Stellplätze, Baumbewuchs oder Oberleitungen des ÖPNV kann es zu einer erheblichen Verschlechterung der Bedingungen zur Sicherstellung des zweiten Rettungsweges durch die Feuerwehr kommen. Ist eine Rettung über Gerät der Feuerwehr nicht möglich, so ist die Ausbildung eines zweiten baulichen Rettungsweges oder die eines Sicherheitstreppenraumes erforderlich. Beides ist üblicherweise für Bestandsgebäude unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht realisierbar, sodass in der Folge eine Aufstockung in Holzbauweise dieser Gebäude de facto nicht möglich ist. Um eine sichere Rettung zu gewährleisten, soll innerhalb dieses Forschungsvorhabens untersucht werden, mit welchen Maßnahmen ein Treppenraum als einziger Rettungsweg ertüchtigt werden kann, ohne auf die vollständige Ausbildung eines Sicherheitstreppenraums nach MHHR angewiesen zu sein. Durch die Erarbeitung repräsentativer Brandszenarien mittels Risikoanalysen und numerischer Brandsimulation werden schutzzielorientierte Rettungsweglösungen für Neu- und Bestandsbauten in den GK 4 und 5 erarbeitet. Ziel ist die Entwicklung von alternativen Rettungswegkonzepten, mit denen eine wirtschaftliche und attraktive Ausführung von Rettungswegen in mehrgeschossigen Wohngebäuden ermöglicht wird, ohne das bauordnungsrechtliche Sicherheitsniveau abzusenken. Damit einhergehen erhebliche Potentiale für den Holzbau als der für diese Bauaufgabe prädestinierte Bauweise, da auf diese Weise Aufstockungen möglich werden, die unter den bislang geltenden Randbedingungen grundsätzlich nicht umgesetzt werden können. | Prof. Ludger Dederich Tel.: +49 7472 147 dederich@hs-rottenburg.de Hochschule für Forstwirtschaft Rottenburg Schadenweiler Hof 72108 Rottenburg am Neckar | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV089B | Verbundvorhaben: Entwicklung eines alternativen Rettungswegkonzeptes für Gebäude und Aufstockungen in den GK 4 und 5; Teilvorhaben 2: Brandszenarien und numerische Simulation - Akronym: ALREKO | Aufgrund des großen Bedarfs an bezahlbarem Wohnraum sind insbesondere die innerstädtischen Ballungsräume auf Maßnahmen der Nachverdichtung angewiesen. Lösungsansätze sind neben der Schließung von Baulücken v.a. Aufstockung von Bestandsbauten. Ein Hindernis zur Umsetzung insbesondere von Aufstockungen ist häufig die Lösung der Rettungswegsituation. Durch die Belegung öffentlicher Straßen durch Kfz-Stellplätze, Baumbewuchs oder Oberleitungen des ÖPNV kann es zu einer erheblichen Verschlechterung der Bedingungen zur Sicherstellung des zweiten Rettungsweges durch die Feuerwehr kommen. Ist eine Rettung über Gerät der Feuerwehr nicht möglich, so ist die Ausbildung eines zweiten baulichen Rettungsweges oder die eines Sicherheitstreppenraumes erforderlich. Beides ist üblicherweise für Bestandsgebäude unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht realisierbar, sodass in der Folge eine Aufstockung in Holzbauweise dieser Gebäude de facto nicht möglich ist. Um eine sichere Rettung zu gewährleisten, soll innerhalb dieses Forschungsvorhabens untersucht werden, mit welchen Maßnahmen ein Treppenraum als einziger Rettungsweg ertüchtigt werden kann, ohne auf die vollständige Ausbildung eines Sicherheitstreppenraums nach MHHR angewiesen zu sein. Durch die Erarbeitung repräsentativer Brandszenarien mittels Risikoanalysen und numerischer Brandsimulation werden schutzzielorientierte Rettungsweglösungen für Neu- und Bestandsbauten in den GK 4 und 5 erarbeitet. Ziel ist die Entwicklung von alternativen Rettungswegkonzepten, mit denen eine wirtschaftliche und attraktive Ausführung von Rettungswegen in mehrgeschossigen Wohngebäuden ermöglicht wird, ohne das bauordnungsrechtliche Sicherheitsniveau abzusenken. Damit einhergehen erhebliche Potentiale für den Holzbau als der für diese Bauaufgabe prädestinierte Bauweise, da auf diese Weise Aufstockungen möglich werden, die unter den bislang geltenden Randbedingungen grundsätzlich nicht umgesetzt werden können. | Prof. Dr.-Ing. Björn Kampmeier Tel.: +49 391 886-4967 bjoern.kampmeier@hs-magdeburg.de Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) - Fachbereich Wasser, Umwelt, Bau und Sicherheit Breitscheidstr. 2 39114 Magdeburg | ||
| 01.11.2023 | 31.10.2025 | 2221HV089C | Verbundvorhaben: Entwicklung eines alternativen Rettungswegkonzeptes für Gebäude und Aufstockungen in den GK 4 und 5; Teilvorhaben 3: Leistungskriterien und Risikoanalyse - Akronym: ALREKO | Aufgrund des großen Bedarfs an bezahlbarem Wohnraum sind insbesondere die innerstädtischen Ballungsräume auf Maßnahmen der Nachverdichtung angewiesen. Lösungsansätze sind neben der Schließung von Baulücken v.a. Aufstockung von Bestandsbauten. Ein Hindernis zur Umsetzung insbesondere von Aufstockungen ist häufig die Lösung der Rettungswegsituation. Durch die Belegung öffentlicher Straßen durch Kfz-Stellplätze, Baumbewuchs oder Oberleitungen des ÖPNV kann es zu einer erheblichen Verschlechterung der Bedingungen zur Sicherstellung des zweiten Rettungsweges durch die Feuerwehr kommen. Ist eine Rettung über Gerät der Feuerwehr nicht möglich, so ist die Ausbildung eines zweiten baulichen Rettungsweges oder die eines Sicherheitstreppenraumes erforderlich. Beides ist üblicherweise für Bestandsgebäude unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten nicht realisierbar, sodass in der Folge eine Aufstockung in Holzbauweise dieser Gebäude de facto nicht möglich ist. Um eine sichere Rettung zu gewährleisten, soll innerhalb dieses Forschungsvorhabens untersucht werden, mit welchen Maßnahmen ein Treppenraum als einziger Rettungsweg ertüchtigt werden kann, ohne auf die vollständige Ausbildung eines Sicherheitstreppenraums nach MHHR angewiesen zu sein. Durch die Erarbeitung repräsentativer Brandszenarien mittels Risikoanalysen und numerischer Brandsimulation werden schutzzielorientierte Rettungsweglösungen für Neu- und Bestandsbauten in den GK 4 und 5 erarbeitet. Ziel ist die Entwicklung von alternativen Rettungswegkonzepten, mit denen eine wirtschaftliche und attraktive Ausführung von Rettungswegen in mehrgeschossigen Wohngebäuden ermöglicht wird, ohne das bauordnungsrechtliche Sicherheitsniveau abzusenken. Damit einhergehen erhebliche Potentiale für den Holzbau als der für diese Bauaufgabe prädestinierte Bauweise, da auf diese Weise Aufstockungen möglich werden, die unter den bislang geltenden Randbedingungen grundsätzlich nicht umgesetzt werden können. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jochen Zehfuß Tel.: +49 531 391-5441 j.zehfuss@ibmb.tu-braunschweig.de Technische Universität Braunschweig Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz Beethovenstraße 52 38106 Braunschweig | ||
| 01.10.2023 | 31.03.2025 | 2221HV090A | Verbundvorhaben: Emissionsarme, formaldehydfreie Klebstoffsysteme mit breitem Anwendungsspektrum für faserbasierte Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 1: Entwicklung faserbasierter Holzwerk- und Dämmstoffe - Akronym: ProBio | Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines biobasierten, formaldehydfreien Klebstoffs aus der Rest-Biomasse der Rapspflanze zur Herstellung von faserbasierten Holzwerk- und Dämmstoffen. Die Untersuchungen werden im Rahmen einer Machbarkeitsstudie durchgeführt, bei der die Wertschöpfungskette dieser Agrarpflanze erhöht werden soll, indem aus anfallenden Nebenprodukten bzw. Reststoffen ein neues "grünes" Kuppelprodukt gewonnen wird. Aus der Rest-Biomasse werden für die Klebstoffherstellung geeignete Komponenten gewonnen und zu einem Pflanzenpulver weiterverarbeitet. Hierzu soll Rapstrester aufgeschlossen und zu einer proteinreichen Suspension weiterverarbeitet werden. Durch den bewussten Einsatz von Rest-Biomasse in Form eines Pflanzenpulvers und den Verzicht auf Formaldehyd wird ein gesundheitlich unbedenklicher Klebstoff für die Herstellung von Mitteldichten Faserplatten (MDF) und Faserdämmplatten entwickelt werden. Zur Aushärtung der Faserdämmplatten soll ein optimiertes, energieeffizientes Heißluft-/Heißdampfverfahren zum Einsatz kommen. Bei der Produktion als auch bei der anschließenden Verwendung der Faserwerkstoffe entstehen nur im geringen bis gar keine gesundheitsschädlichen Emissionen. Durch das Vorhaben wird ein wesentlicher Beitrag zur Vermeidung von Schadstoffen während des Herstellungsprozesses und in der Innenraumluft von Gebäuden geleistet. | Johannes Eberlein Tel.: +49 9220 18 148 johannes.eberlein@maxit.de Johann Bergmann GmbH & Co Azendorf 63 95359 Kasendorf | ||
| 01.10.2023 | 31.03.2025 | 2221HV090B | Verbundvorhaben: Emissionsarme, formaldehydfreie Klebstoffsysteme mit breitem Anwendungsspektrum für faserbasierte Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 2: Prozessoptimierung - Akronym: ProBio | Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines biobasierten, formaldehydfreien Klebstoffs aus der Rest-Biomasse der Rapspflanze zur Herstellung von faserbasierten Holzwerk- und Dämmstoffen. Die Untersuchungen werden im Rahmen einer Machbarkeitsstudie durchgeführt, bei der die Wertschöpfungskette dieser Agrarpflanze erhöht werden soll, indem aus anfallenden Nebenprodukten bzw. Reststoffen ein neues "grünes" Kuppelprodukt gewonnen wird. Aus der Rest-Biomasse werden für die Klebstoffherstellung geeignete Komponenten gewonnen und zu einem Pflanzenpulver weiterverarbeitet. Hierzu soll Rapstrester aufgeschlossen und zu einer proteinreichen Suspension weiterverarbeitet werden. Durch den bewussten Einsatz von Rest-Biomasse in Form eines Pflanzenpulvers und den Verzicht auf Formaldehyd wird ein gesundheitlich unbedenklicher Klebstoff für die Herstellung von Mitteldichten Faserplatten (MDF) und Faserdämmplatten entwickelt werden. Zur Aushärtung der Faserdämmplatten soll ein optimiertes, energieeffizientes Heißluft-/Heißdampfverfahren zum Einsatz kommen. Bei der Produktion als auch bei der anschließenden Verwendung der Faserwerkstoffe entstehen nur im geringen bis gar keine gesundheitsschädlichen Emissionen. Durch das Vorhaben wird ein wesentlicher Beitrag zur Vermeidung von Schadstoffen während des Herstellungsprozesses und in der Innenraumluft von Gebäuden geleistet. | PD Dr. Markus Euring Tel.: +49 551 39-23323 meuring@gwdg.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holztechnologie und Holzwerkstoffe Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.10.2023 | 31.03.2025 | 2221HV090C | Verbundvorhaben: Emissionsarme, formaldehydfreie Klebstoffsysteme mit breitem Anwendungsspektrum für faserbasierte Holzwerkstoffe; Teilvorhaben 3: Klebstoffentwicklung - Akronym: ProBio | Das Gesamtziel des Vorhabens ist die Entwicklung eines biobasierten, formaldehydfreien Klebstoffs aus der Rest-Biomasse der Rapspflanze zur Herstellung von faserbasierten Holzwerkstoffen mittels eines energieeffizienten Heißluft-/Heißdampfverfahrens. Die Untersuchungen werden im Rahmen einer Machbarkeitsstudie durchgeführt, bei der die Wertschöpfungskette dieser Agrarpflanze erhöht werden soll, indem aus anfallenden Nebenprodukten bzw. Reststoffen ein neues "grünes" Kuppelprodukt gewonnen wird. Aus der Rest-Biomasse werden für die Klebstoffherstellung geeignete Komponenten gewonnen und zu einem Pflanzenpulver weiterverarbeitet. Hierzu soll Rapstrester aufgeschlossen und zu einer proteinreichen Suspension weiterverarbeitet werden. Durch den bewussten Einsatz von Rest-Biomasse in Form eines Pflanzenpulvers und den Verzicht auf Formaldehyd wird ein gesundheitlich unbedenklicher Klebstoff für die Herstellung von Mitteldichten Faserplatten (MDF) und Faserdämmplatten entwickelt werden. Bei der Produktion als auch bei der anschließenden Verwendung der Faserwerkstoffe entstehen nur im geringen bis gar keine gesundheitsschädlichen Emissionen. Durch das Vorhaben wird ein wesentlicher Beitrag zur Vermeidung von Schadstoffen während des Herstellungsprozesses und in der Innenraumluft von Gebäuden geleistet | Prof. Dr.-Ing. Stefan Böhm Tel.: +49 561 804-3141 s.boehm@uni-kassel.de Universität Kassel - Fachbereich 15 Maschinenbau - Institut für Produktionstechnik und Logistik (IPL) - FG Trennende und Fügende Fertigungsverfahren Kurt-Wolters-Str. 3 34125 Kassel | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2221HV094A | Verbundvorhaben: Energieautarke, digital adaptierbare Möbel zur Steigerung der Wohngesundheit durch Monitoring der menschlichen Biomechanik mit ökoeffizienter Sensorik; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Fertigung prototypischer Möbelstücke zur Demonstration und Evaluation integrierter Sensor- und Monitoringsysteme - Akronym: BioSens-HV | Das skizzierte Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel der Steigerung der Wohngesundheit unter den sich wandelnden Nutzungsanforderungen von Möbelkunden und Gewährleistung der Nachhaltigkeit elektrisch vernetzbarer Möbel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Möbelindustrie. Vor dem Hintergrund des enormen volkswirtschaftlichen Schadens, der durch Rückenschmerzen und mangelnden Schlaf entsteht, soll durch die wachsenden Möglichkeiten der Digitalisierung mit diesem Vorhaben der Grundstein für die Entwicklung innovativer Möbel gelegt werden, die sowohl gesundheitsfördernd als auch ökoeffizient sind. Die Rolf Benz AG und Co KG verfolgt das übergeordnete Ziel der Entwicklung von prototypischen Möbelstücken anhand realer Produkte zur realitätsgetreuen Integration der entwickelten Sensor- und Anzeigesysteme. Die Prototypen in Form von Demonstratoren bilden schließlich den Anknüpfungspunkt für Folgeprojekte, um eine externe Einbindung des Systems in Smart Home Anwendungen zu realisieren. | Alexander Kiefer Tel.: +49 7452 601-188 alexander.kiefer@rolf-benz.com Rolf Benz AG & Co. KG Haiterbacher Str. 104 72202 Nagold | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2221HV094B | Verbundvorhaben: Energieautarke, digital adaptierbare Möbel zur Steigerung der Wohngesundheit durch Monitoring der menschlichen Biomechanik mit ökoeffizienter Sensorik; Teilvorhaben 2: Untersuchung zur Änderung der Ökobilanz und Rezyklierbarkeit von Möbelkonstruktion - Akronym: BioSens-HV | Das Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel der Steigerung der Wohngesundheit unter den sich wandelnden Nutzungsanforderungen von Möbelkunden und Gewährleistung der Nachhaltigkeit elektrisch vernetzbarer Möbel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Möbelindustrie. Vor dem Hintergrund des enormen volkswirtschaftlichen Schadens, der durch Rückenschmerzen und mangelnden Schlaf entsteht, soll durch die wachsenden Möglichkeiten der Digitalisierung mit diesem Vorhaben der Grundstein für die Entwicklung innovativer Möbel gelegt werden, die sowohl gesundheitsfördernd als auch ökoeffizient sind. Das Institut für Holztechnologie Dresden untersucht in diesem Kontext die Entsorgung der resultierenden Möbelkonstruktionen hinsichtlich Ökobilanz und Rezyklierbarkeit. Die frühzeitige Einbeziehung der Anforderungen aus diesen der eigentlichen Nutzung nachgelagerten Prozessen soll eine Wiedergewinnung und evtl. Aufarbeitung der eingesetzten Aktuator- und Sensorbauteile im Sinne eines nachhaltigen und ressourcenschonenden Materialeinsatzes ermöglichen. | Dipl.-Ing. Ronny Lang Tel.: +49 351 4662-365 ronny.lang@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2221HV094C | Verbundvorhaben: Energieautarke, digital adaptierbare Möbel zur Steigerung der Wohngesundheit durch Monitoring der menschlichen Biomechanik mit ökoeffizienter Sensorik; Teilvorhaben 3: Biomechanische Modellierung von Sitz –und Liegehaltungen - Akronym: BioSens-HV | Das skizzierte Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel der Steigerung der Wohngesundheit unter den sich wandelnden Nutzungsanforderungen von Möbelkunden und Gewährleistung der Nachhaltigkeit elektrisch vernetzbarer Möbel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Möbelindustrie. Vor dem Hintergrund des enormen volkswirtschaftlichen Schadens, der durch Rückenschmerzen und mangelnden Schlaf entsteht, soll durch die wachsenden Möglichkeiten der Digitalisierung mit diesem Vorhaben der Grundstein für die Entwicklung innovativer Möbel gelegt werden, die sowohl gesundheitsfördernd als auch ökoeffizient sind. Die Klinik für Orthopädie, Unfall- und Wiederherstellungschirurgie verfolgt das übergeordnete Ziel der Ermittlung der optimalen Bewegungsmustern für den Nutzer mit Hilfe einer muskuloskelettalen Mehrkörpersimulation. Dieses wird durch eine Weiterentwicklung vorhandener Modelle realisiert welche die Anforderungen von Möbelnutzern im Hinblick auf gesundheitsfördernde Maßnahmen beantwortet. Sie erfolgt zudem die Beantwortung der Forschungsfrage, welche Bewegungsmuster besonders schädlich bezüglich Rückenschmerzen sind und diese sollen dem Nutzer visualisiert werden | Dr. Maximilian Praster Tel.: +49 241 80-35529 mpraster@ukaachen.de Universitätsklinikum Aachen - Klinik für Orthopädie, Unfall- und Wiederherstellungschirugie Pauwelsstr. 30 52074 Aachen | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2221HV094D | Verbundvorhaben: Energieautarke, digital adaptierbare Möbel zur Steigerung der Wohngesundheit durch Monitoring der menschlichen Biomechanik mit ökoeffizienter Sensorik; Teilvorhaben 4: Entwurf, Auslegung und Bewertung lasttragender Strukturkomponenten mit implizierten Sensoreigenschaften aus Holzwerkstoffen - Akronym: BioSens-HV | Das skizzierte Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel der Steigerung der Wohngesundheit unter den sich wandelnden Nutzungsanforderungen von Möbelkunden und Gewährleistung der Nachhaltigkeit elektrisch vernetzbarer Möbel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Möbelindustrie. Vor dem Hintergrund des enormen volkswirtschaftlichen Schadens, der durch Rückenschmerzen und mangelnden Schlaf entsteht, soll durch die wachsenden Möglichkeiten der Digitalisierung mit diesem Vorhaben der Grundstein für die Entwicklung innovativer Möbel gelegt werden, die sowohl gesundheitsfördernd als auch ökoeffizient sind. Das Institut für Strukturmechanik und Leichtbau der RWTH Aachen (SLA) verflogt dabei die Konzeption, Auslegung und Bewertung innovativer lasttragender Strukturkomponenten mit implizierten Sensoreigenschaften aus Holzwerkstoffen und deren Integration in Möbel- und Schlafsysteme. Diese Strukturkomponenten liefern dann neben den Piezoelektretfolien die Messdaten, die für die Auswertung der Nutzung der Möbel- und Schlafsysteme benötigt werden, um die Wohngesundheit zu steigern. Dabei wird die Forschungsfrage fokussiert, in wieweit sich die innovative Verwendung von nachwachsenden Rohstoffen mit implizierten piezoelektrischen Sensoreigenschaften eignet, um klassische Sensoren ersetzen zu können, um damit die Ökoeffizienz zu steigern und kostengünstige Bauteile mit hoher Recyclingfähigkeit in neuen Anwendungsfeldern etablieren zu können. | Uni.Prof. Dr.-Ing. Kai-Uwe Schröder Tel.: +49 241 80 98631 kai-uwe.schroeder@sla.rwth-aachen.de Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen - Fakultät für Maschinenwesen - Institut für Strukturmechanik und Leichtbau Wüllnerstr. 7 52062 Aachen | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2026 | 2221HV094E | Verbundvorhaben: Energieautarke, digital adaptierbare Möbel zur Steigerung der Wohngesundheit durch Monitoring der menschlichen Biomechanik mit ökoeffizienter Sensorik; Teilvorhaben 5: Modellbasierte Ermittlung und experimentelle Validierung der elektrischen Leistungsgeneration von Piezoelektretfolien in Möbeln - Akronym: BioSens-HV | Das skizzierte Vorhaben verfolgt das übergeordnete Ziel der Steigerung der Wohngesundheit unter den sich wandelnden Nutzungsanforderungen von Möbelkunden und Gewährleistung der Nachhaltigkeit elektrisch vernetzbarer Möbel zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der heimischen Möbelindustrie. Vor dem Hintergrund des enormen volkswirtschaftlichen Schadens, der durch Rückenschmerzen und mangelnden Schlaf entsteht, soll durch die wachsenden Möglichkeiten der Digitalisierung mit diesem Vorhaben der Grundstein für die Entwicklung innovativer Möbel gelegt werden, die sowohl gesundheitsfördernd als auch ökoeffizient sind. Das Fraunhofer LBF verfolgt das übergeordnete Ziel der Ermittlung der generierbaren elektrischen Leistung mit Piezoelektretfolien aus untersuchten Bewegungsmustern durch Interaktion eines Menschen mit dem Möbelstück und die Realisierung einer Energieautarkie. Es erfolgt zudem die Beantwortung der Forschungsfrage, welche elektrischen Verbraucher unter realistischen Belastungen von Möbeln betrieben werden können. | Hendrik Holzmann Tel.: +49 221 1234-567 hendrik.holzmann@lbf.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) Bartningstr. 47 64289 Darmstadt | ||
| 01.07.2023 | 30.06.2026 | 2221HV096A | Verbundvorhaben: Entwicklung selbstformender, geschwungener Holzmöbel; Teilvorhaben 1: Möbelfertigung und mechanische Prüfung - Akronym: SeFoMoe | Sitzmöbel bestehen vielfach aus gekrümmten Komponenten. Bei Sitzmöbeln aus Holz werden die Krümmungen durch externe Kräfte mittels individuell geformter Presswerkzeugen realisiert. Das Projekt hat zum Ziel, gekrümmte Holzkomponenten für Sitzmöbel in einem neuartigen Selbstformungsprozess zu realisieren. Der Prozess beruht auf der anisotropen Struktur des Holzes, die sich in dem anisotropen Schwindverhalten niederschlägt. Bei einem Bilayer mit kreuzweiser Anordnung der zwei verleimten Schichten führt dies im Trocknungsprozess zu einer Krümmung, die "in das Material" programmiert und vorhergesagt werden kann. Es sollen Sperrmechanismen entwickelt werden, die bei vorgegebener Krümmung einrasten und die durch Inhomogenität in der Holzanatomie ausgelöste Krümmungsvariabilität stark eingrenzen und dadurch Präzision und Formstabilität gewährleisten. Die gekrümmte Form wird ohne externe Kräfte und Presswerkzeuge realisiert. Dies ermöglicht eine flexible Produktion mit unterschiedlichen Krümmungen und Geometrien für kleine und mittlere Unternehmen. Durch die Verlagerung des Trocknungsprozesses unmittelbar vor die Nutzung des Möbels können diese im noch flachen Zustand transportiert werden, was zu einer signifikanten Reduktion des Transportvolumens führt. Zusammen mit einem digitalen Design und einer neuen Formensprache ist es übergeordnetes Ziel des Projekts, mithilfe der Selbstformungstechnologie eine ökonomische, kundenzentrierte Individualisierung im Möbelbau zu ermöglichen, einer der Kernpunkte von "Industrie 4.0". | Dr. Detlef Krug Tel.: +49 351 4662-342 detlef.krug@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.07.2023 | 30.06.2026 | 2221HV096B | Verbundvorhaben: Entwicklung selbstformender, geschwungener Holzmöbel; Teilvorhaben 2: Materialcharakterisierung und Langzeitverhalten der selbstformenden Elemente - Akronym: SefoMoe | Sitzmöbel bestehen vielfach aus gekrümmten Komponenten. Bei Sitzmöbeln aus Holz werden die Krümmungen durch externe Kräfte mittels individuell geformter Presswerkzeugen realisiert. Das Projekt hat zum Ziel, gekrümmte Holzkomponenten für Sitzmöbel in einem neuartigen Selbstformungsprozess zu realisieren. Der Prozess beruht auf der anisotropen Struktur des Holzes, die sich in dem anisotropen Schwindverhalten niederschlägt. Bei einem Bilayer mit kreuzweiser Anordnung der zwei verleimten Schichten führt dies im Trocknungsprozess zu einer Krümmung, die "in das Material" programmiert und vorhergesagt werden kann. Es sollen Sperrmechanismen entwickelt werden, die bei vorgegebener Krümmung einrasten und die durch Inhomogenität in der Holzanatomie ausgelöste Krümmungsvariabilität stark eingrenzen und dadurch Präzision und Formstabilität gewährleisten. Die gekrümmte Form wird ohne externe Kräfte und Presswerkzeuge realisiert. Dies ermöglicht eine flexible Produktion mit unterschiedlichen Krümmungen und Geometrien für kleine und mittlere Unternehmen. Durch die Verlagerung des Trocknungsprozesses unmittelbar vor die Nutzung des Möbels können diese im noch flachen Zustand transportiert werden, was zu einer signifikanten Reduktion des Transportvolumens führt. Zusammen mit einem digitalen Design und einer neuen Formensprache ist es übergeordnetes Ziel des Projekts, mithilfe der Selbstformungstechnologie eine ökonomische, kundenzentrierte Individualisierung im Möbelbau zu ermöglichen, einer der Kernpunkte von "Industrie 4.0". | Prof. Dr. Markus Rüggeberg Tel.: +49 351 463-31315 markus.rueggeberg@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät für Umweltwissenschaften - Fachrichtung Forstwissenschaften - Institut für Forstnutzung und Forsttechnik - Professur für Forstnutzung Pienner Str. 19 01737 Tharandt | ||
| 01.07.2023 | 30.06.2026 | 2221HV096C | Verbundvorhaben: Entwicklung selbstformender, geschwungener Holzmöbel; Teilvorhaben 3: Designraum und Bauteilfertigung - Akronym: SefoMoe | Sitzmöbel bestehen vielfach aus gekrümmten Komponenten. Bei Sitzmöbeln aus Holz werden die Krümmungen durch externe Kräfte mittels individuell geformter Presswerkzeugen realisiert. Das Projekt hat zum Ziel, gekrümmte Holzkomponenten für Sitzmöbel in einem neuartigen Selbstformungsprozess zu realisieren. Der Prozess beruht auf der anisotropen Struktur des Holzes, die sich in dem anisotropen Schwindverhalten niederschlägt. Bei einem Bilayer mit kreuzweiser Anordnung der zwei verleimten Schichten führt dies im Trocknungsprozess zu einer Krümmung, die "in das Material" programmiert und vorhergesagt werden kann. Es sollen Sperrmechanismen entwickelt werden, die bei vorgegebener Krümmung einrasten und die durch Inhomogenität in der Holzanatomie ausgelöste Krümmungsvariabilität stark eingrenzen und dadurch Präzision und Formstabilität gewährleisten. Die gekrümmte Form wird ohne externe Kräfte und Presswerkzeuge realisiert. Dies ermöglicht eine flexible Produktion mit unterschiedlichen Krümmungen und Geometrien für kleine und mittlere Unternehmen. Durch die Verlagerung des Trocknungsprozesses unmittelbar vor die Nutzung des Möbels können diese im noch flachen Zustand transportiert werden, was zu einer signifikanten Reduktion des Transportvolumens führt. Zusammen mit einem digitalen Design und einer neuen Formensprache ist es übergeordnetes Ziel des Projekts, mithilfe der Selbstformungstechnologie eine ökonomische, kundenzentrierte Individualisierung im Möbelbau zu ermöglichen, einer der Kernpunkte von "Industrie 4.0". | Laura Kiesewetter Tel.: +49 711 685 819 14 laura.kiesewetter@icd.uni-stuttgart.de Universität Stuttgart Institut für computerbasiertes Entwerfen und Baufertigung Keplerstr. 7 70174 Stuttgart | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2025 | 2221HV097A | Verbundvorhaben: Hybride Holzbrücken mit Klebverbund – Qualitätssicherung und Zustandserfassung mittels integrierter Sensoren; Teilvorhaben 1: Erforschung des Langzeittragverhaltens unter mechanischer und thermischer Beanspruchung - Akronym: HBVSens | Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV) stellen ökologisch und ökonomisch sinnvolle Alternativen zu Brücken in konventionellen Massivbauweisen dar. Dies gilt insbesondere für baupraktisch häufig vorkommende Überbaustützweiten bis ca. 30 Meter. Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, eine neuartige HBV-Bauweise mit flächiger Verklebung zwischen Beton und Holz für den Brückenbau zu etablieren. Dies erfordert die Entwicklung einer baupraktisch robusten Herstellungstechnologie und Klebfugenausführung sowie die Erforschung des mechanischen Langzeitverhaltens der Klebfuge unter Temperatur- und Feuchteeinflüssen. Zur Detailanalyse wird ein neuartiger Sensoransatz erforscht, der auch zur Zustandsüberwachung genutzt werden soll. Zur Erreichung der Arbeitsziele von HBVSens werden die Kompetenzen der Kooperationspartner durch enge Zusammenarbeit innerhalb von drei Teilprojekten gebündelt. Teilvorhaben 1 fokussiert auf die Erforschung des Verbundtragverhaltens unter Langzeitbeanspruchung infolge mechanischer und wechselnder thermischer Beanspruchung sowie auf die Entwicklung des optimalen Klebfugendesigns und einer robusten Herstellungstechnologie. Basierend auf experimentellen Untersuchungen mit integrierter Sensorik im Labor- und Bauteilmaßstab werden numerische Simulationsmethoden und Ingenieurmodelle kalibriert und weiterentwickelt, um Prognosen zum Langzeittragverhalten des Verbundes sowie Parameterstudien zum Gesamttragverhalten durchzuführen. Durch die Erarbeitung eines Bemessungsansatzes zusammen mit Empfehlungen für die baupraktische Umsetzung soll der Technologietransfer in die Baupraxis erleichtert werden. Die Praxistauglichkeit der Herstellungstechnologie und die Funktionstüchtigkeit des geklebten Holz-Beton-Verbundes werden anhand eines Großdemonstrators mit integrierter Sensorik überprüft. | Prof. Dr.-Ing. Matthias Kraus Tel.: +49 3643 584477 matthias.kraus@uni-weimar.de Bauhaus-Universität Weimar - Fakultät Bauingenieurwesen - Professur Stahl- und Hybridbau Marienstr. 13D 99423 Weimar | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2025 | 2221HV097B | Verbundvorhaben: Hybride Holzbrücken mit Klebverbund – Qualitätssicherung und Zustandserfassung mittels integrierter Sensoren; Teilvorhaben 2: Erforschung des Feuchteeinflusses auf den Holz-Beton-Verbund und die Klebfuge - Akronym: HBVSens | Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV) stellen ökologisch und ökonomisch sinnvolle Alternativen zu Brücken in konventionellen Massivbauweisen dar. Dies gilt insbesondere für baupraktisch häufig vorkommende Überbaustützweiten bis ca. 30 Meter. Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, eine neuartige HBV-Bauweise mit flächiger Verklebung zwischen Beton und Holz für den Brückenbau zu etablieren. Dies erfordert die Entwicklung einer baupraktisch robusten Herstellungstechnologie und Klebfugenausführung sowie die Erforschung des mechanischen Langzeitverhaltens der Klebfuge unter Temperatur- und Feuchteeinflüssen. Zur Detailanalyse wird ein neuartiger Sensoransatz erforscht, der auch zur Zustandsüberwachung genutzt werden soll. Zur Erreichung der Arbeitsziele von HBVSens werden die Kompetenzen der Kooperationspartner durch enge Zusammenarbeit innerhalb von drei Teilprojekten gebündelt. Teilvorhaben 2 fokussiert auf die Erforschung der Auswirkungen hygrischer Beanspruchung auf HBV-Bauteile und deren Verbundfuge. Ein Teilaspekt ist die Erforschung der Holzfeuchteentwicklung über den Bauteilquerschnitt und die Definition von Feuchteprofilen anhand der Bewertung verschiedener mikroklimatischer Einflussgrößen (z.B Kondensatbildung in der Verbundfuge). Unter Ansatz der Feuchteprofile sind Spannungs- und Dehnungsanalysen in den Teilquerschnitten durchzuführen und eine Bewertung des Feuchteeinflusses auf die Tragfähigkeit der Hybridbauteile abzuleiten. Darüber hinaus erfolgt eine Analyse der Dauerhaftigkeit der Klebfuge infolge zyklisch wechselnder hygrischer Beanspruchung. Ein weiterer Teilaspekt ist die Untersuchung der Anwendbarkeit innovativer feuchtesensitiver faseroptischer Sensorik zur experimentellen, aber auch praktischen Anwendung. Die Anwendung der Bauweise in der Praxis soll durch die Erarbeitung von Anwendungsempfehlungen und durch die Ergänzung der geklebten HBV-Bauweise in vorhandenen Regelwerken des Ingenieurbaus gefördert werden. | Prof. Dr.-Ing. Antje Simon Tel.: +49 361 6700-906 antje.simon@fh-erfurt.de Fachhochschule Erfurt University of Applied Sciences - Fakultät Bauingenieurwesen und Konservierung/Restaurierung - Fachrichtung Bauingenieurwesen Altonaer Str. 25 99085 Erfurt | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2025 | 2221HV097C | Verbundvorhaben: Hybride Holzbrücken mit Klebverbund – Qualitätssicherung und Zustandserfassung mittels integrierter Sensoren; Teilvorhaben 3: Erforschung der faseroptischen Sensorik und Messtechnik - Akronym: HBVSens | Straßenbrücken in Holz-Beton-Verbundbauweise (HBV) stellen ökologisch und ökonomisch sinnvolle Alternativen zu Brücken in konventionellen Massivbauweisen dar. Dies gilt insbesondere für baupraktisch häufig vorkommende Überbaustützweiten bis ca. 30 Meter. Das Verbundvorhaben zielt darauf ab, eine neuartige HBV-Bauweise mit flächiger Verklebung zwischen Beton und Holz für den Brückenbau zu etablieren. Dies erfordert die Entwicklung einer baupraktisch robusten Herstellungstechnologie und Klebfugenausführung sowie die Erforschung des mechanischen Langzeitverhaltens der Klebfuge unter Temperatur- und Feuchteeinflüssen. Zur Detailanalyse und Zustandserfassung der Verbundfuge wird durch die MFPA Weimar ein neuartiger Sensoransatz erforscht. Ziel hierbei ist die Integration sehr dünner faseroptischer Sensoren, um Dehnungen in der Verbundfuge ortsaufgelöst über die gesamte Sensorfaserlänge zu analysieren. Um dies zu ermöglichen bedarf es der Erforschung und Bewertung der Einsatzmöglichkeiten der faseroptischen Sensorik und Messtechnik für die Holz-Beton-Verbundweise. Dies umfasst diverse mechanische und thermo-mechanische Untersuchungen sowie die Sensordatenvalidierung an Kleinteilproben, HBV-Bauteilen mit integrierter Sensorik und einem Großdemonstrator unter Umgebungseinflüssen. Ein integrierter, verteilt-messender Sensor könnte somit zukünftig Änderungen in der Verbundfuge erfassen, Informationen zum Langzeitverhalten der Klebfuge unter mechanischen und klimatischen Beanspruchungen liefern und damit einen maßgeblichen Beitrag zur Optimierung der HBV-Bauweise sowie zur Sicherung der Bauwerkszuverlässigkeit leisten. | Dr.-Ing. Martin Ganß Tel.: +49 3643 564-406 martin.ganss@mfpa.de Materialforschungs- und -prüfanstalt an der Bauhaus-Universität Weimar Coudraystr. 9 99423 Weimar | ||
| 01.12.2022 | 30.06.2024 | 2221HV098A | Verbundvorhaben: Wissenstransfer für ein brandschutztechnisch sicheres Bauen im mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 1: Wissenstransfer für den internationalen Austausch, bauaufsichtliche Veränderungsprozesse und den abwehrenden Brandschutz - Akronym: TIMpulsDissemination | Mit dem Forschungsprojekt "TIMpuls" (www.timpuls.tum.de) wurden wesentliche brandschutztechnische Grundlagen zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus gelegt. Das hier beschriebene Anschlussprojekt zur gezielten und flächendeckenden Ergebnisvermittlung "TIMpuls - Dissemination" steht in unmittelbarem Zusammenhang mit den Arbeitspaketen 0 bis 9 des Vorhabens "TIMpuls". Über dies hinaus sollen ausgewählte, aktuelle Forschungsergebnisse parallellaufender nationaler und internationaler Projekte in das Anschlussprojekt "TIMpuls - Dissemination" mit einfließen. Das Ziel des hier beschriebenen Vorhabens ist es die Ergebnisse und Erkenntnisse des Vorhabens "TIMpuls" allen Interessenvertretern/innen besser zugänglich zu machen und damit eine stetige Öffnung und Professionalisierung für den Holzbau zu erreichen. Durch die in den Arbeitspaketen 1 bis 8 des Vorhabens "TIMpuls" gewonnen Informationen soll eine wissen-schaftlich fundierte Grundlage geschaffen werden, um die baurechtlichen Rahmenbedingun-gen für den Holzbau in Deutschland so zu verändern, dass biogen basierte Baustoffe mit dem Leitbaustoff Holz bei Gebäuden bis zur Hochhausgrenze und damit im mehrgeschossigen Holzbau in Deutschland geregelt verwendbar werden. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Stefan Winter Tel.: +49 89 289 22417 winter@tum.de Technische Universität München - Ingenieurfakultät Bau Geo Umwelt - Lehrstuhl für Holzbau und Baukonstruktion Arcisstr. 21 80333 München | ||
| 01.12.2022 | 30.06.2024 | 2221HV098B | Verbundvorhaben: Wissenstransfer für ein brandschutztechnisch sicheres Bauen im mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 2: Wissenstransfer für die verstärkte Nutzung von nachwachsenden Rohstoffen und bauaufsichtliche Veränderungsprozesse - Akronym: TIMpulsDissemination | Mit dem Forschungsprojekt "TIMpuls" (www.timpuls.tum.de) wurden wesentliche brandschutztechnische Grundlagen zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus gelegt. Das hier beschriebene Anschlussprojekt zur gezielten und flächendeckenden Ergebnisvermittlung "TIMpuls - Dissemination" steht in unmittelbarem Zusammenhang mit den Arbeitspaketen 0 bis 9 des Vorhabens "TIMpuls". Über dies hinaus sollen ausgewählte, aktuelle Forschungsergebnisse parallellaufender nationaler und internationaler Projekte in das Anschlussprojekt "TIMpuls - Dissemination" mit einfließen. Das Ziel des hier beschriebenen Vorhabens ist es die Ergebnisse und Erkenntnisse des Vorhabens "TIMpuls" allen Interessenvertretern/innen besser zugänglich zu machen und damit eine stetige Öffnung und Professionalisierung für den Holzbau zu erreichen. Durch die in den Arbeitspaketen 1 bis 8 des Vorhabens "TIMpuls" gewonnen Informationen soll eine wissen-schaftlich fundierte Grundlage geschaffen werden, um die baurechtlichen Rahmenbedingun-gen für den Holzbau in Deutschland so zu verändern, dass biogen basierte Baustoffe mit dem Leitbaustoff Holz bei Gebäuden bis zur Hochhausgrenze und damit im mehrgeschossigen Holzbau in Deutschland geregelt verwendbar werden. | Univ.-Prof. Dr.-Ing. Jochen Zehfuß Tel.: +49 531 391-5441 j.zehfuss@ibmb.tu-braunschweig.de Technische Universität Carolo-Wilhelmina zu Braunschweig - Institut für Baustoffe, Massivbau und Brandschutz Beethovenstr. 52 38106 Braunschweig | ||
| 01.12.2022 | 30.06.2024 | 2221HV098C | Verbundvorhaben: Wissenstransfer für ein brandschutztechnisch sicheres Bauen im mehrgeschossigen Holzbau; Teilvorhaben 3: Erarbeitung von Lehrmaterialien und innovativer Bildungsmaßnahmen - Akronym: TIMpulsDissemination | Mit dem Forschungsprojekt "TIMpuls" (www.timpuls.tum.de) wurden wesentliche brandschutztechnische Grundlagen zur Fortschreibung bauaufsichtlicher Regelungen in Hinblick auf eine erweiterte Anwendung des Holzbaus gelegt. Das hier beschriebene Anschlussprojekt zur gezielten und flächendeckenden Ergebnisvermittlung "TIMpuls - Dissemination" steht in unmittelbarem Zusammenhang mit den Arbeitspaketen 0 bis 9 des Vorhabens "TIMpuls". Über dies hinaus sollen ausgewählte, aktuelle Forschungsergebnisse parallellaufender nationaler und internationaler Projekte in das Anschlussprojekt "TIMpuls - Dissemination" mit einfließen. Das Ziel des hier beschriebenen Vorhabens ist es die Ergebnisse und Erkenntnisse des Vorhabens "TIMpuls" allen Interessenvertretern/innen besser zugänglich zu machen und damit eine stetige Öffnung und Professionalisierung für den Holzbau zu erreichen. Durch die in den Arbeitspaketen 1 bis 8 des Vorhabens "TIMpuls" gewonnen Informationen soll eine wissen-schaftlich fundierte Grundlage geschaffen werden, um die baurechtlichen Rahmenbedingun-gen für den Holzbau in Deutschland so zu verändern, dass biogen basierte Baustoffe mit dem Leitbaustoff Holz bei Gebäuden bis zur Hochhausgrenze und damit im mehrgeschossigen Holzbau in Deutschland geregelt verwendbar werden. | Prof. Dr.-Ing. Björn Kampmeier Tel.: +49 391 886-4967 bjoern.kampmeier@hs-magdeburg.de Hochschule Magdeburg-Stendal (FH) - Fachbereich Wasser, Umwelt, Bau und Sicherheit Breitscheidstr. 2 39114 Magdeburg | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2025 | 2221HV100A | Verbundvorhaben: Entwicklung von Lignin-modifizierten Phenol-Formaldehyd - Harzen für die Verklebung von Furnieren zu Lagenholzwerkstoffen; Teilvorhaben 1: Entwicklung und Charakterisierung - Akronym: LPF | Lignin als nachwachsender Rohstoff soll zu maximalen Anteilen den fossilen Rohstoff Phenol in Phenol-Formaldehyd (PF)-Harzen für Verklebungen im Lagenholzwerkstoffbereich ersetzen. Ziel ist die Entwicklung biobasierter Lignin-Phenol-Formaldehyd (LPF)-Klebstoffsysteme. Für solche Anwendungen sind Grundkenntnisse im industriellen Maßstab verfügbar. Durch die Herstellung dieser Klebstoffe sollen fossile Rohstoffe durch industriell verfügbare Lignine ersetzt werden. Die Auswahl der zur Verfügung stehenden Lignine wird dabei maßgeblich durch Herkunft der Biomasse, Herstellverfahren und sich ggf. anschließende Aufschlussverfahren bestimmt, die sich wesentlich auf die Wirkungsweise als Phenol-Ersatz in PF-Harzen auswirken. Die Entwicklung von LPF-Harzen für die Lagenholzwerkstoff-Herstellung steht in direkter Überein-stimmung mit dem Ziel des "Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe". Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe stehen seit vielen Jahren im Fokus intensiver Forschungstätigkeiten. Darüber hinaus fordern sowohl Sperrholz- und LVL-Hersteller als auch der Markt die Klebstoffhersteller seit Jahren dazu auf, alternative Klebstoffsysteme auf Basis nachwachsender Rohstoffe anzubieten. Zudem definieren alle europäischen Hersteller von Lagenholzwerkstoffen mittlerweile Unternehmensziele mit Bezug auf eine nachweisliche Nachhaltigkeit von Produkten und Herstellungsprozessen. | Klaus Haselhofer Tel.: +49 172 5233365 klaus.haselhofer@bakelite.com Bakelite GmbH Gennaer Str. 2-4 58642 Iserlohn | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2025 | 2221HV100B | Verbundvorhaben: Entwicklung von Lignin-modifizierten Phenol-Formaldehyd - Harzen für die Verklebung von Furnieren zu Lagenholzwerkstoffen; Teilvorhaben 2: Anwendungstechnologische Untersuchungen sowie Charakterisierung wesentlicher Werkstoffeigenschaften - Akronym: LPF | Lignin als nachwachsender Rohstoff soll zu maximalen Anteilen den fossilen Rohstoff Phenol in Phenol- Formaldehyd (PF)-Harzen für Verklebungen im Lagenholzwerkstoffbereich ersetzen. Ziel ist die Entwicklung biobasierter Lignin-Phenol-Formaldehyd (LPF)-Klebstoffsysteme. Für solche Anwendungen sind Grundkenntnisse im industriellen Maßstab verfügbar. Durch die Herstellung dieser Klebstoffe sollen fossile Rohstoffe durch industriell verfügbare Lignine ersetzt werden. Die Auswahl der zur Verfügung stehenden Lignine wird dabei maßgeblich durch Herkunft der Biomasse, Herstellverfahren und sich ggf. anschließende Aufschlussverfahren bestimmt, die sich wesentlich auf die Wirkungsweise als Phenol-Ersatz in PF-Harzen auswirken. Die Entwicklung von LPF-Harzen für die Lagenholzwerkstoff-Herstellung steht in direkter Übereinstimmung mit dem Ziel des "Förderprogramms Nachwachsende Rohstoffe". Biobasierte Klebstoffe für Holzwerkstoffe stehen seit vielen Jahren im Fokus intensiver Forschungstätigkeiten. Darüber hinaus fordern sowohl Sperrholz- und LVL-Hersteller als auch der Markt die Klebstoffhersteller seit Jahren dazu auf, alternative Klebstoffsysteme auf Basis nachwachsender Rohstoffe anzubieten. Zudem definieren alle europäischen Hersteller von Lagenholzwerkstoffen mittlerweile Unternehmensziele mit Bezug auf eine nachweisliche Nachhaltigkeit von Produkten und Herstellungsprozessen. | Dr. Detlef Krug Tel.: +49 351 4662-342 detlef.krug@ihd-dresden.de Institut für Holztechnologie Dresden gemeinnützige GmbH Zellescher Weg 24 01217 Dresden | ||
| 01.05.2022 | 30.04.2025 | 2221HV102X | Lebens-Zyklus-Kosten-Berechnung mit neuartiger Software zur Spezifizierung der Gebrauchsdauer von Holzbauteilen - Akronym: WoodLCC | Übergeordnetes Ziel von WoodLCC ist eine verlässliche Lebens-Zyklus-Kosten-Berechnung (LCC) auf Grundlage neuartiger Softwaretools für eine detaillierte Spezifizierung der Gebrauchsdauer von Holzbauteilen im Bauwesen. Die wesentlichen wissenschaftlichen und technischen Arbeitsziele des Gesamtvorhabens sind: (1) Anwendung neuartiger Gebrauchsdauervorhersage-Instrumente, um verlässliche Angaben für eine LCC-Berechnung zu generieren (2) Quantifizierung des Einflusses von Pflege-, Wartungs-, und Reparatur-Intervallen auf die LCC (3) Erfassung von Erwartungen div. Interessensgruppen im Bauwesen an die Gebrauchsdauer und LCC durch europaweite Befragungen (4) Bestimmung der LCC holzbasierter Baumaterialien, Komponenten und Gebäuden im Vergleich zu Alternativprodukten (5) Analyse der Kosteneinsparungen durch Feuchteschutzmaßnahmen während der Konstruktionsphase (6) Quantifizierung des Einflusses von Design-Imperfektionen auf die LCC (7) Analyse potentieller Risiken und Kosten beim Einsatz von sog. ’Mass Timber Products MTP’ (8) Validierung von Gebrauchsdauer- und LCC-Abschätzungen anhand von realen Bauwerken | Prof. Dr. Holger Militz Tel.: +49 551 39-33542 holger.militz@uni-goettingen.de Georg-August-Universität Göttingen - Fakultät für Forstwissenschaften und Waldökologie - Burckhardt-Institut - Holzbiologie und Holzprodukte Büsgenweg 4 37077 Göttingen | ||
| 01.09.2023 | 31.08.2026 | 2221HV103X | Sichere, leichte, ökologische Kransysteme aus Holzwerkstoffen - Akronym: SLOEKSyHolz | Ziel der Forschungsarbeiten ist ein neues Forschungsfeld zur Anwendung von Holz und Holzwerkstoffen im Kranbau zu eröffnen und zu gestalten. Damit sollen die wissenschaftlichen Grundlagen gelegt werden, um Krananlagen und deren Komponenten in Holzbauweise technisch sinnvoll und sicher zu gestalten. Im Vergleich zu bestehenden Bauweisen sollen die Krane wirtschaftlich, ökologisch und technisch vorteilhaft ausgeführt werden. | Prof. Dr.-Ing. Markus Golder Tel.: +49 371 531-36902 markus.golder@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Fakultät für Maschinenbau - Institut für Fördertechnik und Kunststoffe, Professur Förder- und Materialflusstechnik Reichenhainer Str. 70 09126 Chemnitz | ||
| 01.09.2023 | 31.08.2026 | 2221HV105A | Verbundvorhaben: Kommunales Informationssystem Holzbau - Modell zur Quantifizierung und Darstellung von Treibhausgas-Einsparpotenzialen durch stoffliche Holzverwendung in Kommunen; Teilvorhaben 1: Methodische Entwicklung - Akronym: Holzbau-KIS | Die Bundesregierung hat hohe Ziele für den Klimaschutz bis 2045 beschlossen. Der Gebäudebestand verursacht etwa 30% aller Treibhausgase und soll daher bis 2045 klimaneutral werden. Aufgrund der langjährigen Nutzungsdauer der Gebäude stellen sich Effekte nur langsam ein und deshalb müssen Anpassungen ab sofort in die Planungsprozesse eingespeist werden. Die Umsetzung von Klimaschutzstrategien und Klimaschutzmaßnahmen auf kommunaler Ebene im Gebäudebestand muss zukünftig in enger Abstimmung mit den Zielen der kommunalen Bauleitplanung erfolgen. Dies stellt die Kommunen vor große Herausforderungen. Das hier dargestellte Klimaschutzprojekt "Kommunales Informationssystem Holzbau (Holzbau-KIS)" hat als Ziel, das Potenzial einer stofflichen Nutzung von Holzprodukten im Bauwesen als zusätzliche Klimaschutzmaßnahme für Kommunen darzustellen und praktisch handhabbar zu machen. In verschiedenen Szenarien werden realisierbare Potenziale für THG-Einsparungen durch Bauen und Sanieren mit Holz projiziert. Bereits existierende Ansätze für Neubau und Sanierung sollen um weitere Szenarien ergänzt und auf ausgewählte Nichtwohngebäude ausgeweitet werden. Die Ergebnisse zeigen sowohl die Kohlenstoffspeicherung im Holzwerkstoff als auch das Substitutionspotenzial durch den Ersatz von Bauteilen in mineralischer Bauweise durch Holzkonstruktionen. Das Holzbau-KIS soll ein praxisnahes, webbasiertes Planungs- und Kommunikationstool werden, das es den Kommunen in Selbstverwaltung ermöglicht, die THG-Einsparungen durch den Einsatz von Holz als Baumaterial in kommunale Klimaschutzkonzepte zu integrieren. Das Teilvorhaben der RUB befasst sich mit der methodischen Erweiterung und der fachlichen thematischen Ergänzung der bestehenden Konzepte für die drei kommunalen Pilotanwendungen. Außerdem soll die Erstellung eines Transferkonzepts zur Übertragung auf weitere Kommunen begleitet werden und bspw. methodische, aber auch organisatorische Aspekte eines Betriebs des Tools bei einer Kommune beleuchten. | Prof. Dr. Annette Hafner Tel.: +49 234 32-21413 annette.hafner@rub.de Ruhr-Universität Bochum - Fakultät Bau- und Umweltwissenschaften - Ressourceneffizientes Bauen Universitätsstr. 150, IC 5-159 44801 Bochum | ||
| 01.09.2023 | 31.08.2026 | 2221HV105B | Verbundvorhaben: Kommunales Informationssystem Holzbau - Modell zur Quantifizierung und Darstellung von Treibhausgas-Einsparpotenzialen durch stoffliche Holzverwendung in Kommunen; Teilvorhaben 2: Softwaretechnische Umsetzung - Akronym: Holzbau-KIS | Die Bundesregierung hat hohe Ziele für den Klimaschutz bis 2045 beschlossen. Der Gebäudebestand verursacht etwa 30% aller Treibhausgase und soll daher bis 2045 klimaneutral werden. Aufgrund der langjährigen Nutzungsdauer der Gebäude stellen sich Effekte nur langsam ein und deshalb müssen Anpassungen ab sofort in die Planungsprozesse eingespeist werden. Die Umsetzung von Klimaschutzstrategien und Klimaschutzmaßnahmen auf kommunaler Ebene im Gebäudebestand muss zukünftig in enger Abstimmung mit den Zielen der kommunalen Bauleitplanung erfolgen. Dies stellt die Kommunen vor große Herausforderungen. Das hier dargestellte Klimaschutzprojekt "Kommunales Informationssystem Holzbau (Holzbau-KIS)" hat als Ziel, das Potenzial einer stofflichen Nutzung von Holzprodukten im Bauwesen als zusätzliche Klimaschutzmaßnahme für Kommunen darzustellen und praktisch handhabbar zu machen. In verschiedenen Szenarien werden realisierbare Potenziale für THG-Einsparungen durch Bauen und Sanieren mit Holz projiziert. Bereits existierende Ansätze für Neubau und Sanierung sollen um weitere Szenarien ergänzt und auf ausgewählte Nichtwohngebäude ausgeweitet werden. Die Ergebnisse zeigen sowohl die Kohlenstoffspeicherung im Holzwerkstoff als auch das Substitutionspotenzial durch den Ersatz von Bauteilen in mineralischer Bauweise durch Holzkonstruktionen. Das Holzbau-KIS soll ein praxisnahes, webbasiertes Planungs- und Kommunikationstool werden, das es den Kommunen in Selbstverwaltung ermöglicht, die THG-Einsparungen durch den Einsatz von Holz als Baumaterial in kommunale Klimaschutzkonzepte zu integrieren. Das Teilvorhaben von Disy befasst sich mit der benutzungsfreundlichen, effizienten und sicheren Implementierung der Softwarelösung und realisiert die drei kommunalen Pilotanwendungen aus softwaretechnischer Sicht. Außerdem soll die Erstellung eines Transferkonzepts zur Übertragung auf weitere Kommunen aus Sicht der Softwaretechnik begleitet werden. | Dr. Andreas Abecker Tel.: +49 721 16006-256 andreas.abecker@disy.net disy Informationssysteme GmbH Ludwig-Erhard-Allee 6 76131 Karlsruhe | ||
| 01.10.2022 | 30.09.2023 | 2221NR082X | Vorstudie, Entwicklung einer Lehm-Pappkern-Sandwichstruktur mit anwendungsorientierter Funktionsintegration - Akronym: LePaWich | Die Vorstudie LePaWich dient der Unteruchung und Entwicklung eines Sandwichverbundes, bestehend aus faserverstärkten Lehmdeckschichten und einem schubsteifen Kern aus gesteckten Wellpappegefachen, welche zusätzlich mit Funktionsintegration ausgestattet wird. | Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Nendel Tel.: +49 371 531-32545 wolfgang.nendel@mb.tu-chemnitz.de Technische Universität Chemnitz - Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) Reichenhainer Str. 31/33 09126 Chemnitz | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2025 | 2222HV001A | Verbundvorhaben: Förderung der Verwendung von Holzprodukten in Gebäuden des Gesundheitswesens; Teilvorhaben 1: Funktionalisierung von Polymeren zur Herstellung von antimikrobiellen Bindemitteln zur Verwendung in Holzbeschichtungen - Akronym: WOODforHEALTH | Ziel des Teilvorhabens ist die Synthese neuer funktionaler Polymere mit antimikrobiellen Eigenschaften. Die Funktion soll chemisch angebunden werden, um ein Auswaschen zu vermeiden und eine dauerhafte Wirkung zu erzielen. Die Polymere sind in wasserdispergierbar und dienen als Bindemittel in einer Formulierung einer Holzbeschichtung für die Anwendung in Gebäuden des Gesundheitsschutzes. Darüberhinaus werden Naturstoffe mit antimikrobieller Wirkung in Formulierungen untersucht. | Dr. Claudia Schirp Tel.: +49 531 2155-318 claudia.schirp@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut (WKI) Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.08.2022 | 31.07.2025 | 2222HV001B | Verbundvorhaben: Förderung der Verwendung von Holzprodukten in Gebäuden des Gesundheitswesens; Teilvorhaben 2: Formulierung und Prüfung von Holzbeschichtungen auf Basis antimikrobieller Bindemittel - Akronym: WOODforHEALTH | Ziel des Teilvorhabens ist die Synthese neuer funktionaler Polymere mit antimikrobiellen Eigenschaften. Die Funktion soll chemisch angebunden werden, um ein Auswaschen zu vermeiden und eine dauerhafte Wirkung zu erzielen. Die Polymere sind in wasserdispergierbar und dienen als Bindemittel in einer Formulierung einer Holzbeschichtung für die Anwendung in Gebäuden des Gesundheitsschutzes. Darüber hinaus werden Naturstoffe mit antimikrobieller Wirkung in Formulierungen untersucht. | Björn Osbahr Tel.: +49 531 28141-50 bjoern.osbahr@auro.de AURO Pflanzenchemie Aktiengesellschaft Alte Frankfurter Str. 211 38122 Braunschweig | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2222HV003A | Verbundvorhaben: Gesellschaftlicher Dialog und Qualitätssicherung bei der Nutzung von Recyclingholz entlang der Wertschöpfungskette; Teilvorhaben 1: Qualitative und quantitative Endverbraucheruntersuchungen für den zirkulären Einsatz von Altholz in Möbeln - Akronym: Altholzdialog | Das Ziel des Projekts Altholzdialog ist es, wissenschaftlich basierte Handlungsempfehlungen hinsichtlich Qualitätssicherung und Verbraucheraufklärung zur Steigerung der stofflichen Verwendung von Altholz zu entwickeln. Erreicht wird dies durch die Untersuchung von Entscheidungsszenarien, die sich am Qualitätsverständnis und dem Einfluss des Altholzeinsatzes auf die Kosten entlang der Wertschöpfungskette orientieren. Da Altholz fast ausschließlich in der Spanplattenproduktion stofflich eingesetzt wird, fokussiert sich das Projekt auf diesen Werkstoff. Durch die dialogorientierte Einbindung aller relevanten Akteure der Wertschöpfungskette (Entsorgung und Recycling, Holzwerkstoff- und Möbelherstellung und Endverbraucher) wird die Praxis bestmöglich abgebildet und die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen erlauben einen realitätsnahen Ansatz zur Steigerung der Verwendung von Altholz. Das Projekt Altholzdialog soll die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen schaffen, die Nutzungsdauer der Ressource Holz im Stoffkreislauf durch einen wiederholten stofflichen Einsatz von Altholz zu verlängern, um einen positiven Beitrag zum Klimaschutz zu erzeugen. Letztlich soll der Wert der nachwachsenden Ressource Holz als wertvoller Rohstoff, den es auch bei wiederholter Nutzung zu schätzen gilt, in der Gesellschaft gesteigert werden. | Dr. Jan Lüdtke Tel.: +49 40 73962-602 jan.luedtke@thuenen.de Johann Heinrich von Thünen-Institut Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei - Institut für Holzforschung Leuschnerstr. 91 c 21031 Hamburg | ||
| 01.01.2024 | 31.12.2026 | 2222HV003B | Verbundvorhaben: Gesellschaftlicher Dialog und Qualitätssicherung bei der Nutzung von Recyclingholz entlang der Wertschöpfungskette; Teilvorhaben 2: Qualitätsanforderungen an Möbel aus Altholz und Handlungsempfehlungen für die Etablierung eines Qualitätskonzepts - Akronym: Altholzdialog | Das Ziel des Projekts Altholzdialog ist es, wissenschaftlich basierte Handlungsempfehlungen hinsichtlich der Inhalte für eine Qualitätssicherung und Endverbraucheraufklärung zur Steigerung der stofflichen Verwendung von Altholz zu entwickeln. Erreicht wird dies durch die Untersuchung von Entscheidungsszenarien, die sich am Qualitätsverständnis und dem Einfluss des Altholzeinsatzes auf die Kosten entlang der Wertschöpfungskette orientieren. Da Altholz fast ausschließlich in der Spanplattenproduktion stofflich eingesetzt wird, fokussiert sich das Projekt auf diesen Werkstoff. Durch die dialogorientierte Einbindung aller relevanten Akteure der Wertschöpfungskette (Entsorgung und Recycling, Holzwerkstoff- und Möbelherstellung sowie Endverbraucher) wird die Praxis bestmöglich abgebildet und die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen erlauben einen realitätsnahen Ansatz zur Steigerung der Verwendung von Altholz. Das Projekt Altholzdialog soll die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen schaffen, die Nutzungsdauer der Ressource Holz im Stoffkreislauf durch einen wiederholten stofflichen Einsatz von Altholz zu verlängern, um einen positiven Beitrag zum Klimaschutz zu erzeugen. Letztlich soll der Wert der nachwachsenden Ressource Holz als wertvoller Rohstoff, den es auch bei wiederholter Nutzung zu schätzen gilt, in der Gesellschaft gesteigert werden. | Mathias Belda Tel.: +49 531 2155-379 mathias.belda@wki.fraunhofer.de Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung eingetragener Verein - Fraunhofer-Institut für Holzforschung - Wilhelm-Klauditz-Institut WKI Riedenkamp 3 38108 Braunschweig | ||
| 01.10.2023 | 30.09.2025 | 2222HV008X | Vorbereitende Untersuchungen zum Einsatz von Buche in einer industriellen OSB-Produktion - Akronym: BuchenOSB | Das Projekt "BuchenOSB" verfolgt das Gesamtziel der Entwicklung verfahrenstechnischer Grundlagen für den Einsatz von Buche in einer industriellen OSB-Produktion. Das Vorhaben widmet sich dazu einer gesamtheitlichen Betrachtung der Prozesskette von der Holzernte bis hin zur fertigen Platte unter Berücksichtigung der besonderen Voraussetzungen von Buchenholz. Buchenholz gilt in der Industrie als ungeeignet zur Produktion von OSB, da sich Buchenstrands nach der Zerspanung zum großen Teil aufrollen. Solche Strands verursachen verschiedene Probleme in einem industriellen Produktionsprozess. So sind zum Beispiel ihre Trocknung und ihr Handling schwierig. Vor allem lassen sie sich nicht richtig beleimen und verursachen damit Fehlstellen in daraus produzierten Platten. Dieses Phänomen wird in den vorliegenden wissenschaftlichen Untersuchungen zur Verwendung von Buche in der Herstellung von OSB so gut wie nicht beachtet. Das geplante Vorhaben zielt daher darauf ab, die rohstoff- und verfahrenstechnischen Ursachen und die Einflussfaktoren für das Aufrollen von Buchenstrands zu untersuchen. Zudem sollen für den industriellen Maßstab geeignete Maßnahmen entwickelt werden, um das Aufrollen zu minimieren. Geeignete Technik zur Abscheidung aufgerollter Strands, sowie Zerspanungstech¬nik für eine möglichst schonende Nachzerkleinerung solcher Strands sollen identifiziert beziehungsweise entwickelt werden. Dieses nachzerkleinerte Material soll dem Produktionsprozess an geeigneter Stelle wieder zugeführt werden können. Darüber hinaus soll untersucht werden, unter welchen verfahrenstechnischen Voraussetzungen und in welchen Mengen ein derartig hergestelltes und aufbereitetes Spangut aus Buche zur Produktion von normkonformen OSB eingesetzt werden kann. Die Ergebnisse sollen schließlich gesamtheitlich in einem Vorschlag für ein Materialflussschema zusammengeführt werden, auf dessen Basis eine industrielle OSB-Produktion mit möglichst hohem Buchenholzanteil möglich ist. | Prof. Dr. Andreas Michanickl Tel.: +49 8031 805-2105 andreas.michanickl@th-rosenheim.de Technische Hochschule Rosenheim - Zentrum für Forschung, Entwicklung und Transfer Hochschulstr. 1 83024 Rosenheim | ||
| 01.12.2022 | 31.05.2024 | 2222HV027X | Interlocking Dowel System Machbarkeitsstudie - Innovative Holz-Holz Verbindung für materialsparende Holztafelelemente - Akronym: IDS | Ziel des Projektes ist die Umsetzung einer Machbarkeitsstudie zur Generierung grundlegender Erkenntnisse für die Realisierung einer innovativen Holztafelbauweise. Diese basiert auf einem neuartigen Konstruktionskonzept bei dem lastabtragende, flächige Wandelemente aus geschosshohen Holzwerkstoff-platten mit Hilfe lastaffin verteilter Holz-Stab-Dübel ohne zusätzliche metallische Verbindungsmittel verbunden und zugleich auf Abstand gehalten werden. Der Ansatz fokussiert auf die Invertierung des etablierten Prinzips des Holzrahmenbaus. Die äußeren Deckschichten werden dabei – bionischen Prinzipien folgend - zu tragenden Elementen. Die Schwellen, Stiele und Rähme verschwinden weitgehend. Die kraftschlüssige Kopplung der Elemente erfolgt über nicht-orthogonal ausgerichtete Holz-Stabdübel, die in vorgefertigte, schräge Bohrungen eingetrieben und mit axial gerichteten Holznägeln aufgespreizt und in den Deckschichten dauerhaft verankert werden. | Prof. Dr. Alexander Stahr Tel.: +49 341 3076-6263 alexander.stahr@htwk-leipzig.de Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig Karl-Liebknecht-Str. 132 04277 Leipzig | ||
| 01.03.2024 | 31.08.2026 | 2222HV035A | Verbundvorhaben: Softwaregestützte Bewertung der Formstabilität von Furnierlagenholzwerkstoffen; Teilvorhaben 1: Projektadministration, Versuchsplanung/-durchführung/-auswertung, FEM-Modellierung, nummerische Berechnung - Akronym: FurForS | Das Forschungsvorhaben zielt auf eine Verbesserung modellgestützter Prognosen von Form- und Lageabweichungen bei Furnierlagenholzprodukten ab. Hierzu wird die Vorausberechnung auftretender Form- und Eigenspannungsänderungen im Herstellungsprozess wie auch Formänderungen infolge wechselnder klimatischer Umgebungsbedingungen (rel. Luftfeuchte/-Temperatur) von Lagenholzprodukten (Formteilen) untersucht und numerisch bewertet. Darüber hinaus kann anhand der Bauteilspezifika ein hinsichtlich Form- und Lageänderungen optimaler Verbundaufbau (z.B. Anzahl & Ausrichtung der Einzelfurniere im Verbund) zugeordnet werden. Mittels methodischer Erkenntnisermittlung und -dokumentation steht neben Neu- und Weiterentwicklung experimenteller Untersuchungsmethoden ebenfalls die Erweiterung der Materialbeschreibung des Holzwerkstoffes Furnier im Fokus. Daraus wird die Möglichkeit eröffnet, bereits in einer frühen Phase des Planungs- und Produktentwicklungsprozesses Formänderungen neuer Produkte modellgestützt zu beschreiben. Somit können Parametervariationen zur Verbesserung der Formstabilität am virtuellen Bauteilentwurf erarbeitet und bewertet werden, ohne Anfertigung von Presswerkzeugen oder der Durchführung von Versuchsreihen. Zudem können Lagenholzprodukte hierdurch deutlich besser spezifisch auf die spätere Anwendungssituation (z.B. Bauteil mit rein optischer Funktion / tragender Funktion) angepasst werden. So ist durch die angedachte Weiterentwicklung virtueller Methoden zur Charakterisierung der Bauteileigenschaften auch eine deutlich verbesserte Bewertung des Bauteilherstellungsprozesses (Umformprozess) möglich. Dies schafft die Voraussetzung, klassische Trail-and-Error Verfahren während der Werkzeugauslegung zu substituieren und eine deutlich effizientere Produktentwicklung und -herstellung geformter Lagenholzerzeugnisse zu gewährleisten. | Prof. Dr.-Ing. Andreas Dietzel Tel.: +49 36 83688-2108 a.dietzel@hs-sm.de Hochschule Schmalkalden Blechhammer 9 98574 Schmalkalden | ||
| 01.03.2024 | 31.08.2026 | 2222HV035B | Verbundvorhaben: Softwaregestützte Bewertung der Formstabilität von Furnierlagenholzwerkstoffen; Teilvorhaben 2: Prüfmethodenentwicklung und Kennwertermittlung - Akronym: FurForS | Das Forschungsvorhaben zielt auf eine Verbesserung modellgestützter Prognosen von Form- und Lageabweichungen bei Furnierlagenholzprodukten ab. Hierzu wird die Vorausberechnung auftretender Form- und Eigenspannungsänderungen im Herstellungsprozess wie auch Formänderungen infolge wechselnder klimatischer Umgebungsbedingungen (rel. Luftfeuchte/-Temperatur) von Lagenholzprodukten (Formteilen) untersucht und numerisch bewertet. Darüber hinaus kann anhand der Bauteilspezifika ein hinsichtlich Form- und Lageänderungen optimaler Verbundaufbau (z.B. Anzahl & Ausrichtung der Einzelfurniere im Verbund) zugeordnet werden. Mittels methodischer Erkenntnisermittlung und -dokumentation steht neben Neu- und Weiterentwicklung experimenteller Untersuchungsmethoden ebenfalls die Erweiterung der Materialbeschreibung des Holzwerkstoffes Furnier im Fokus. Daraus wird die Möglichkeit eröffnet, bereits in einer frühen Phase des Planungs- und Produktentwicklungsprozesses Formänderungen neuer Produkte modellgestützt zu beschreiben. Somit können Parametervariationen zur Verbesserung der Formstabilität am virtuellen Bauteilentwurf erarbeitet und bewertet werden, ohne Anfertigung von Presswerkzeugen oder der Durchführung von Versuchsreihen. Zudem können Lagenholzprodukte hierdurch deutlich besser spezifisch auf die spätere Anwendungssituation (z.B. Bauteil mit rein optischer Funktion / tragender Funktion) angepasst werden. So ist durch die angedachte Weiterentwicklung virtueller Methoden zur Charakterisierung der Bauteileigenschaften auch eine deutlich verbesserte Bewertung des Bauteilherstellungsprozesses (Umformprozess) möglich. Dies schafft die Voraussetzung, klassische Trail-and-Error Verfahren während der Werkzeugauslegung zu substituieren und eine deutlich effizientere Produktentwicklung und -herstellung geformter Lagenholzerzeugnisse zu gewährleisten. | Prof. Dr.-Ing. André Wagenführ Tel.: +49 351 463-38100 andre.wagenfuehr@tu-dresden.de Technische Universität Dresden - Fakultät Maschinenwesen - Institut für Naturstofftechnik - Professur Holztechnik und Holzwerkstofftechnik Marschnerstr. 39 01307 Dresden | ||
| 01.03.2024 | 31.08.2026 | 2222HV035C | Verbundvorhaben: Softwaregestützte Bewertung der Formstabilität von Furnierlagenholzwerkstoffen; Teilvorhaben 3: Qualitative und quantitative Bauteiluntersuchungen - Akronym: FurForS | Das Forschungsvorhaben zielt auf eine Verbesserung modellgestützter Prognosen von Form- und Lageabweichungen bei Furnierlagenholzprodukten ab. Hierzu wird die Vorausberechnung auftretender Form- und Eigenspannungsänderungen im Herstellungsprozess wie auch Formänderungen infolge wechselnder klimatischer Umgebungsbedingungen (rel. Luftfeuchte/-Temperatur) von Lagenholzprodukten (Formteilen) untersucht und numerisch bewertet. Darüber hinaus kann anhand der Bauteilspezifika ein hinsichtlich Form- und Lageänderungen optimaler Verbundaufbau (z.B. Anzahl & Ausrichtung der Einzelfurniere im Verbund) zugeordnet werden. Mittels methodischer Erkenntnisermittlung und -dokumentation steht neben Neu- und Weiterentwicklung experimenteller Untersuchungsmethoden ebenfalls die Erweiterung der Materialbeschreibung des Holzwerkstoffes Furnier im Fokus. Daraus wird die Möglichkeit eröffnet, bereits in einer frühen Phase des Planungs- und Produktentwicklungsprozesses Formänderungen neuer Produkte modellgestützt zu beschreiben. Somit können Parametervariationen zur Verbesserung der Formstabilität am virtuellen Bauteilentwurf erarbeitet und bewertet werden, ohne Anfertigung von Presswerkzeugen oder der Durchführung von Versuchsreihen. Zudem können Lagenholzprodukte hierdurch deutlich besser spezifisch auf die spätere Anwendungssituation (z.B. Bauteil mit rein optischer Funktion / tragender Funktion) angepasst werden. So ist durch die angedachte Weiterentwicklung virtueller Methoden zur Charakterisierung der Bauteileigenschaften auch eine deutlich verbesserte Bewertung des Bauteilherstellungsprozesses (Umformprozess) möglich. Dies schafft die Voraussetzung, klassische Trail-and-Error Verfahren während der Werkzeugauslegung zu substituieren und eine deutlich effizientere Produktentwicklung und -herstellung geformter Lagenholzerzeugnisse zu gewährleisten. | Dipl.-Ing. Peter Kremser Tel.: +49 4526 3008 19 kremser@k-formholz.de Fr. Kreutzfeldt GmbH & Co. KG Bundhorster Chaussee 2-12 24326 Ascheberg in Holstein | ||
| 01.03.2024 | 31.08.2026 | 2222HV035D | Verbundvorhaben: Softwaregestützte Bewertung der Formstabilität von Furnierlagenholzwerkstoffen; Teilvorhaben 4: Projektadministration/-dokumentation sowie Know-How-Darstellung und Marktpräsenz - Akronym: FurForS | Das Forschungsvorhaben zielt auf eine Verbesserung modellgestützter Prognosen von Form- und Lageabweichungen bei Furnierlagenholzprodukten ab. Hierzu wird die Vorausberechnung auftretender Form- und Eigenspannungsänderungen im Herstellungsprozess wie auch Formänderungen infolge wechselnder klimatischer Umgebungsbedingungen (rel. Luftfeuchte/-Temperatur) von Lagenholzprodukten (Formteilen) untersucht und numerisch bewertet. Darüber hinaus kann anhand der Bauteilspezifika ein hinsichtlich Form- und Lageänderungen optimaler Verbundaufbau (z.B. Anzahl & Ausrichtung der Einzelfurniere im Verbund) zugeordnet werden. Mittels methodischer Erkenntnisermittlung und -dokumentation steht neben Neu- und Weiterentwicklung experimenteller Untersuchungsmethoden ebenfalls die Erweiterung der Materialbeschreibung des Holzwerkstoffes Furnier im Fokus. Daraus wird die Möglichkeit eröffnet, bereits in einer frühen Phase des Planungs- und Produktentwicklungsprozesses Formänderungen neuer Produkte modellgestützt zu beschreiben. Somit können Parametervariationen zur Verbesserung der Formstabilität am virtuellen Bauteilentwurf erarbeitet und bewertet werden, ohne Anfertigung von Presswerkzeugen oder der Durchführung von Versuchsreihen. Zudem können Lagenholzprodukte hierdurch deutlich besser spezifisch auf die spätere Anwendungssituation (z.B. Bauteil mit rein optischer Funktion / tragender Funktion) angepasst werden. So ist durch die angedachte Weiterentwicklung virtueller Methoden zur Charakterisierung der Bauteileigenschaften auch eine deutlich verbesserte Bewertung des Bauteilherstellungsprozesses (Umformprozess) möglich. Dies schafft die Voraussetzung, klassische Trail-and-Error Verfahren während der Werkzeugauslegung zu substituieren und eine deutlich effizientere Produktentwicklung und -herstellung geformter Lagenholzerzeugnisse zu gewährleisten. | Dr. Matthias Liensdorf Tel.: +49 368131266 info@liedesign.de LieDesign GbR Meininger Str. 152 98529 Suhl |