Holzmarkt 2022/05

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HOLZ IM BAU
HUNDEGGER SPEED-Cut
HOLZ IM BAU
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Kompakt - präzise - flexibel
Fotos: Pollmeier Massivholz GmbH
Erste Carbon Removal
Methodologie für
Mass Timber Gebäude
Mit solchen Brettschichtholzträgern aus Buchenholzbrettern niedriger Qualität befasst sich
das neue Projekt.
Vom Brennholz zum Bauholz
Das Kernholz der Buche (Buchenholz niedriger Qualität) findet derzeit meist als Brennholz
oder Lagerholz Verwendung.
Timber Finance Initiative, das Schweizer Kompetenzzentrum
für Timber Investments, das Bautechnologieunternehmen
Green Canopy NODE, South Pole, Anbieter von
Klimaschutzlösungen und das Beratungsunternehmen
Gordian Knot Strategies geben bekannt, dass sie gemeinsam
an der Entwicklung der ersten Methodologie für CO2-
Zertifikate für den mehrgeschossigen Holzbau arbeiten.
Die TU Kaiserslautern entwickelt ein Verfahren, um Buchenholz niedriger Qualität künftig als Träger im Bauwesen nutzbar
zu machen.
Baukomponenten im konstruktiven Holzbau sind fast ausschließlich aus Fichte,
da sie einfach hergestellt werden können. Doch mit dem Klimawandel wird ihr
Bestand zurückgehen. Eine Alternative könnte Buchenholz sein. Der äußere Teil
eines Buchenstamms ist im Möbel- und Treppenbau von Bedeutung. Der innere
Teil, der Kern, findet meist nur als Lagerholz oder als Brennstoff Verwendung.
Ändern möchte dies ein Team um Professor Dr.-Ing. Jürgen Graf vom Fachbereich
Architektur der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) und des
Laubholzsägewerks Pollmeier Massivholz GmbH & Co.KG. Es entwickelt ein neues
Verfahren, mit dessen Hilfe das Buchenholz im Bauwesen für standardisierte
Träger und Stützen genutzt werden soll. Die Carl-Zeiss-Stiftung fördert das Vorhaben
mit 75.000 Euro.
Alternativen zur Fichte
Die Bauwirtschaft verursacht 40 Prozent aller weltweiten CO 2
-Emissionen. Um
dies zu ändern, braucht es in den kommenden Jahren unter anderem einen Wandel
hin zum Einsatz von ressourcenschonenden und nachhaltigen Materialien.
Für diese kreislaufeffektive Bauweise spielt Holz eine große Rolle.
Allerdings sieht es für die Fichte, die beim Bau derzeit meist Verwendung findet
und eigentlich ein nordisches Holz ist, aufgrund des Klimawandels nicht gut
aus. Die Bestände schrumpfen. Eine Alternative im konstruktiven Holzbau könnte
Buchenholz sein, das aktuell mit circa 70 Prozent überwiegend als Brennholz
verwendet wird. „Bislang kommt für Schnittholz von Holzbaukomponenten
96 Prozent Nadelholz zum Einsatz, der größte Teil davon stammt von der Fichte“,
sagt Professor Dr.-Ing. Jürgen Graf, der im Fachbereich Architektur der TU
Kaiserslautern (fatuk) zu Holzarchitektur und Holzwerkstoffen forscht. Das habe
mehrere Gründe: „Fichte wächst einfach gerade und ist leicht zu verarbeiten“,
fährt er fort. „Buchen wachsen hingegen mit wechselnden und schrägen Triebspitzen
mehrseitig krummwüchsig und sind deshalb für die Verwendung als Bauholz
forstwirtschaftlich kostspielig zu erziehen.“ Auch trockne das Holz der Buche
schwerer und ist aufwändiger zu verarbeiten als Nadelholz. „Die Buche dient
meist für den Innenausbau - als Möbelholz oder für Holztreppen“, so der Bauingenieur
weiter. Verwendung findet hier der äußere Teil des Stammes. Das Innere,
der Kern, wird oft energetisch verwertet. Teilweise wird es niederschwellig auch
zur Produktion von Paletten verwendet.
Eigenschaften von Buchenholz modifizieren
Das Team um Professor Graf beschäftigt sich schon länger mit den Eigenschaften
dieses Laubholzes. „Wir haben beispielsweise untersucht, ob der Holzkern eine
hohe Tragfähigkeit besitzt, wenn wir ihn als Bretter schneiden; ähnlich wie die
guten äußeren Teile für den Möbelbau“, sagt er. „Dabei haben wir festgestellt,
dass es sich sehr gut im Bauwesen nutzen lässt, beispielsweise im Steg von
I-profilierten Trägern.“
Bei Buchenholz besteht jedoch das Problem, dass es sich beim Trocknen stark
verformt – eine Tatsache, die nachteilig ist, wenn man Bretter durch Keilzinkung
verbinden will. Hierbei werden die Bretter an ihren Enden durch Zinken zusammengebracht
und verklebt. Bei Fichtenholz ist es mit dieser Verbindung zum Beispiel
problemlos möglich, Endlosbretter für Träger großer Spannweite zu erzeugen.
„Mit Buchenholz geht dies bisher im industriellen Maßstab nicht. Wir haben
große Schwierigkeiten, die Tragfähigkeit des Grundmaterials über die Keilzinken
hinweg zu gewährleisten“, so der Bauingenieur weiter.
Hier setzt nun das neue Vorhaben an: Dazu arbeitet das Team um Graf eng mit
dem Unternehmen Pollmeier Massivholz im thüringischen Creuzburg zusammen.
Sie möchten ein neues Verfahren entwickeln, mit dem eine stabile Keilzinkung
auch bei Buchenholzträgern möglich ist. „Wir werden aus einzelnen Buchenholzbrettern
zunächst einen Brettschichtholzträger, kurz BSH-Träger, kleben. Die
einzelnen Bretter haben dabei rund eine Länge von drei Metern“, erläutert Graf
die geplante Methode. In seiner Gesamtheit ist der BSH-Träger im Gegensatz zum
Einzelbrett dann formstabil. „Im Anschluss soll eine Mechanik zum Einsatz kommen,
die solch große Träger zusammenschiebt, um sie über Universalkeilzinken
miteinander zu verkleben“, sagt Graf. „Diese Technik wollen wir im industriellen
Maßstab im Rahmen des Projekts entwickeln.“
Neue Möglichkeiten dank neuem Verfahren
Mit dem neuen Verfahren ließen sich mit Buchenholz Träger und Stützen mit großen
Längen realisieren. Sie könnten beispielsweise als Bauelemente bei Gebäuden
und Hallentragwerken zum Einsatz kommen. Darüber hinaus erforscht das
Team Verbindungselemente, mit denen sich die Träger wieder leicht lösen lassen,
um wiederverwendet zu werden und dadurch Ressourcen einzusparen.
Das Projekt „Standardisiertes Holzbauelement im Hallenbau – Ressourceneffizienz
mit Buchenholz niedriger Qualität (ResBu)“ wird von der Carl-Zeiss-Stiftung
gefördert. Die Arbeiten an der TU Kaiserslautern finden im Forschungsschwerpunkt
„t-lab – Holzarchitektur und Holzwerkstoffe“ statt, dessen Sprecher Professor
Graf ist. Ingenieure und Architekten arbeiten unter anderem an neuen
Bauweisen, -techniken und -strukturen und daran, wie Holz im Bauwesen künftig
stärker Verwendung finden kann. Auch neue digitale Techniken und Fertigungsprozesse
spielen hierbei eine wichtige Rolle. Die Forschung ist dabei an der
Schnittstelle von Architektur, Bauingenieurwesen, Fertigungstechnik und Informatik
angesiedelt.
Die global anwendbare Methodologie wird im Rahmen des Verified Carbon Standard
(VCS) Program, dem weltweit führenden Treibhausgasprogramm, von Verra
entwickelt. Verra wird als unabhängiger Standard fungieren.
Die Arbeitsgruppe besteht aus einem Team von Fachleuten aus der Praxis und
technischen Experten. Ihr gemeinsam entwickeltes Konzeptpapier wird Verra
noch in diesem Jahr vorgelegt. Die endgültige Methodologie wird im Anschluss
von der Timber Finance Initiative und South Pole entwickelt. Die Methodologie
misst den Klimawert – das heißt der im Holzbau gespeicherte Kohlenstoff – von
Holzbauten und ermöglicht eine Monetarisierung durch CO 2
-Zertifikate. Dadurch
wird die Etablierung von Holzbauten als NET (Negativemissionstechnologie) und
von Holz als emissionsarmes Baumaterial gefördert.
Rund 40 Prozent der weltweiten CO 2
-Emissionen stammen aus der Bauindustrie.
Zusätzlich werden in den nächsten 20 Jahren bis 60 Prozent des weltweiten Gebäudebestands
um- und neugebaut. Diese Herausforderung ist eine Chance, die
nachhaltigere Bauweise Holz in der Bauindustrie zu skalieren. Holz ist eine erneuerbare,
emissionsarme Alternative für Beton und Stahl. Verbautes Holz aus
nachhaltigem Waldmanagement schützt die Umwelt doppelt: Erst entzieht der
Wald CO 2
aus der Atmosphäre, das Holz ersetzt treibhausgasintensive, konventionelle
Baumaterialien und speichert Kohlenstoff langfristig in Gebäuden.
Verra ist eine Non-Profit-Organisation, die das weltweit führende Programm
zur Vergabe von Carbon Credits, das Verified Carbon Standard (VCS)-Programm,
sowie weitere Standards für Umwelt- und Social Markets betreibt.
Bis heute hat Verra global über 970 Millionen Carbon Credits für mehr als
1.800 Projekte herausgegeben.
Verra unterstützt den Klimaschutz und die nachhaltige Entwicklung mit Standards,
Instrumenten und Programmen, die eine glaubwürdige, transparente
und solide Bewertung der ökologischen und sozialen Wirkungen ermöglichen.
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